DE69114134T2

DE69114134T2 - Verbesserte nylon-flachgarne.

Info

Publication number: DE69114134T2
Application number: DE69114134T
Authority: DE
Inventors: Raymond Boles; Lee Keene; Benjamin Knox; Ralph Nugent
Original assignee: EI Du Pont de Nemours and Co
Current assignee: EIDP Inc
Priority date: 1990-06-21
Filing date: 1991-06-21
Publication date: 1996-03-28
Anticipated expiration: 2011-06-22
Also published as: KR930700707A; KR0155960B1; ES2079672T3; EP0536315A1; CA2085003A1; HK38596A; WO1991019839A1; TR25119A; JP2888977B2; TW200534B; DE69114134D1; EP0536315B1; JPH05508197A

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Die Erfindung betrifft verbesserte Multifilament-Endlos- Kleidergarne aus Nylon, und insbesondere betrifft sie ein Kettstreckverfahren zur Herstellung von Nylon-Flachgarnen und die dadurch hergestellten verbesserten Garnprodukte.
Nylon-Flachgarne werden bei einer Vielzahl von Web- und Kettenwirkwaren, die vor der Verwendung gefärbt werden, verwendet. Werden für diese Stoffe kleine Farbstoffmoleküle verwendet, kann im allgemeinen ein gleichmäßiges Färben ohne große Schwierigkeit erzielt werden. Für einige kritische Farbstoffanwendungen jedoch, wie für Stoffe für Schwimmbekleidung und Kraftfahrzeugpolsterung, die eine ausgezeichnete Wasch- und/oder Lichtechtheit erfordern, ist die Verwendung großmoleküliger saurer Farbstoffe wünschenswert. Beim Färben dieser Stoffe mit großmoleküligen sauren Farbstoffen kann sogar ein kleiner Betrag an Ungleichmäßigkeit in der Farbstoffaufnahme durch die Flachgarne zu stark sichtbaren Ungleichmäßigkeiten in der Stoffärbung und somit zu einem schlechten Stoffaussehen führen.
Nylon-Flachgarne besitzen im allgemeinen Reißfestigkeiten von weniger als 60 % und können somit als "vollständig verstreckte" Garne bezeichnet werden. Typischerweise erfolgt die Verleihung eines hohen Orientierungsgrades in den bekannten Flachgarnen, indem bei der Garnherstellung während eines integrierten Spinn-Streckverfahrens (Geschwindigkeit des Abzugs von der Spinndüse zwischen etwa 1400 und 2000 Meter pro Minute (mpm) und Aufwickelgeschwindigkeiten zwischen etwa 2500 und 3500 mpm) oder während eines Spaltverfahrens, bei dem ein Garnkörper, der mit Abzugsgeschwindigkeiten von typischerweise weniger als 1000 mpm ersponnen worden ist, während eines getrennten Verfahrens unter Verwendung einer Einfaden-Streck-Spulmaschine verstreckt wird. Es wurde jedoch gefunden, daß die so hergestellten Garne für kritische Färbeanwendungen, wie bei Schwimmbekleidung oder Autopolsterung, wegen der großen Vorsicht, die während der Herstellung solcher Garne und während der Herstellung und Färbung der resultierenden Stoffe walten gelassen werden muß, um eine annehmbare Farbstoffgleichmäßigkeit zu erzielen, oft unerwünscht sind.
Es wurde bisher eine Apparatur verkauft, die in der Lage ist, eine Kette von Nylongarnen in einem heißen Wasserbad zu verstrecken. Obschon Verfahren, die diese Apparatur anwenden, die Farbstoffgleichmäßigkeit verbessern können, wird erkannt, daß die Apparatur eine Reihe von natürlichen Nachteilen besitzt. Verfahren, die die Apparatur anwenden, sind unsauber und erzeugen einen Abfallstrom von Schmutzwasser, da die Garnappretur während des Verstreckens in das Wasser eingeleitet wird. Außerdem muß zur Verwendung des Garns beim Stricken erneut nach dem Verstrecken eine Appretur aufgetragen werden. Ein weiterer gravierender Nachteil der Apparatur, die bisher zum Naßverstrecken verkauft worden ist, besteht darin, daß die Geschwindigkeit des Verfahrens aufgrund des eingeschränkten Vermögens der Apparatur, die Garne vor dem Aufwickeln zu trocknen, typischerweise auf ungefähr 300-350 mpm beschränkt ist.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Erfindungsgemäß werden flache Multifilament-Endlos-Kleidergarne aus Nylon, die für kritische Färbeanwendungen besonders geeignet sind, und ein Verfahren zur Herstellung solcher Garne bereitgestellt. Das Verfahren zur Herstellung der Garne umfaßt:
Spinnen von Nylon-Polymer einer relativen Viskosität (RV) zwischen 35 und 80, wobei das Spinnen mit einer Abzugsgeschwindigkeit (Vs) durchgeführt wird, die ausreicht, um das ersponnene Garn mit einem Rest-Streckverhältnis (RDR)s von weniger als 2,75 zu bilden;
Stabilisieren, Verschlingen und Auftragen der Appretur auf das ersponnene Garn, um ein Ausgangsgarn mit einem Rest- Streckverhältnis (RDR)F zwischen 1,55 und 2,25 zu bilden, wobei das Ausgangsgarn eine dynamische Längenänderung (ΔL) und eine Schrumpfrate (ΔL/ΔT) aufweist, die beide zwischen 40 ºC und 135 ºC weniger als 0 betragen;
Trockenverstrecken und anschließendes Trockenentspannen des Ausgangsgarns unter Bildung eines verstreckten Garns, wobei das Trockenverstrecken mit einem Streckverhältnis zwischen 1,05 und (RDR)F/1,25 und bei einer Garnstrecktemperatur (TD) zwischen 20 ºC und der Temperatur TII,** des genannten Polyamid-Polymeren durchgeführt wird, das Trockenentspannen der verstreckten Ausgangsgarne bei einer Garnentspannungstemperatur (TR) zwischen 20 ºC und einer Temperatur von 40 ºC weniger als der Schmelzpunkt (TM) des Polyamid-Polymeren durchgeführt wird und die Entspannungstemperatur außerdem durch die folgende Gleichung definiert ist:
TR (ºC) ≤ [1000/(K&sub1; - K&sub2;(RDR)D)] - 273
worin K&sub1; = 1000/(TII,L + 273) + 1,25K&sub2; und K&sub2; = 1000/(TII,L + 273) - 1000/(II,** + 273)/0,3. (Die Temperatur TII,L und TII,** werden bestimmt durch Messen der Längenänderung in Prozent in Abhängigkeit von der Temperatur bei konstanter Spannung, wie ausführlicher erläutert). Das Trockenverstrecken und Trockenentspannen werden durchgeführt, so daß das verstreckte Garn eine Kochschrumpfung (BOS) zwischen 3 % und etwa 10 % aufweist und ein Reststreckverhältnis (RDR)D zwischen 1,25 und 1,8 besitzt.
Gemäß einer bevorzugten Form der Erfindung werden das Trockenverstrecken und Trockenentspannen an einer Kette der genannten Ausgangsgarne durchgeführt.
Für Ausgangsgarne aus Nylon-66-Polymeren kann ein bevorzugter Entspannungstemperaturbereich für ein gegebenes Reststreckverhältnis der verstreckten Garne (RDR)D erhalten werden, indem in der obigen Gleichung K&sub1; ein Wert von 4,95 und K&sub2; ein Wert von 1,75 zugeordnet wird. Für Nylon-6-Polymere sind ein K&sub1;-Wert von 5,35 und ein K&sub2;-Wert von 1,95 geeignete Werte, um einen bevorzugten Temperaturbereich zu erhalten.
Gemäß einem bevorzugten Verfahren ist die Abzugsgeschwindigkeit beim Spinnen hoch genug, daß das Reststreckverhältnis des ersponnenen Garns weniger als 2,5 beträgt. Gemäß einer weiteren bevorzugten Form der Erfindung verleiht die Spinngeschwindigkeit für das ersponnene Garn ein Reststreckverhältnis von weniger als 2,25, am meisten bevorzugt von weniger als 2,0. Im allgemeinen besitzt ein ersponnenes Garn mit diesem Reststreckverhältnis eine dynamische Längenänderung (ΔL) und eine Schrumpfrate (ΔL/ΔT), die beide zwischen 40 ºC und 135 ºC weniger als 0 betragen. Somit stabilisiert das Spinnen bei ausreichend hoher Geschwindigkeit das ersponnene Garn ohne zusätzliche Stabilisierungsbehandlungen, und dann kann das Garn, wie ersponnen, als Ausgangsgarn verwendet werden.
Gemäß einem weiteren bevorzugten erfindungsgemäßen Verfahren werden das Spinnen und Stabilisieren so durchgeführt, daß das Ausgangsgarn eine Streckspannung (DT33%) von weniger als 1,2 g/d, insbesondere von weniger als 1 g/d aufweist.
Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren werden das Trockenverstrecken und Trockenentspannen der Ausgangsgarne vorzugsweise in Form einer Kette von Garnen, die gleichzeitig behandelt werden, durchgeführt. Vorzugsweise erfolgen das Trockenverstrecken und Trockenentspannen in einer Inertgasatmosphäre, z.B. Luft, von 50 % bis 90 % relativer Feuchtigkeit (PH), mehr bevorzugt von 60 % bis 80 % RH. Bei der Trockenentspannung wird eine Entspannungstemperatur von weniger als etwa TII,*, vorzugsweise von weniger als TII,L angewendet. Die bevorzugten Bedingungen bei der Entspannung führen zu einer Kochschrumpfung (BOS) der verstreckten Garne zwischen 3 % und 8 % und zu einem Reststreckverhältnis (RDR)D der verstreckten Garne zwischen, 1,25 und 1,55. Vorzugsweise produziert das Verfahren Garne mit einer Farbstoffübergangstemperatur TDYE von weniger als 65 ºC.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist für die meisten Nylon- Polymere geeignet. Bevorzugte Nylon-Polymere umfassen Nylon- 66-Polymer und Nylon-6-Polymer. Besonders bevorzugte Nylon- Polymere sind Nylon 66, das eine kleinere Menge bifunktioneller Polyamid-Comonomereinheiten oder einen nichtreaktiven Zusatz enthält, der in der Lage ist, mit dem Nylon-66-Polymer Wasserstoffbrückenbindung einzugehen.
Erfindungsgemäß wird ein Multifilament-Kleider-Flachgarn aus Nylon-66-Polyamid-Polymer bereitgestellt. Das Faserpolymer besitzt einen Schmelzpunkt (TM) zwischen 245 ºC und 265 ºC, eine relative Viskosität (RV) zwischen 50 und 80 mit 30 bis etwa 70 äquivalenten NH&sub2;-Enden pro 106 g Polymer. Das Multifilament-Kleidergarn ist außerdem gekennzeichnet durch ein Reststreckverhältnis (RDR)D zwischen 1,25 und 1,55 mit einem Anfangsmodul von größer als 15 g/d, durch eine Kochschrumpfung (BOS) zwischen 3 % und 10 %, eine Farbstoffübergangstemperatur (TDYE) für C.I. Acid Blue 122 von weniger als 65 ºC, einen scheinbaren Farbstoffdiffusionskoeffizienten (DA) für Acid Blue 40, gemessen bei 25 ºC, von wenigstens 20x10&supmin;¹&sup0; cm²/sec und durch eine scheinbare Porenbeweglichkeit (APM) von größer als [5-0,37 x 10&supmin;&sup4; APV], worin das scheinbare Porenvolumen (APV) größer ist als 4 x 10&sup4; Å³. Gemäß einer bevorzugten Form der Erfindung ist die scheinbare Porenbeweglichkeit größer als 2.
Das erfindungsgemäße Verfahren stellt äußerst gleichmäßige Nylon-Garne bereit, die bei einer umfangreichen Reihe von Wirk- und Webwaren, die mit großmoleküligen Farbstoffen gleichmäßig färbbar sein müssen, geeignet sind. Die Garne gemäß einer bevorzugten Form der Erfindung sind besonders gut für diese Verwendung geeignet und besitzen hinsichtlich der Gleichmäßigkeit von großmoleküligem Farbstoff (LMDR) eine Bewertung von wenigstens 6.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Figur 1 stellt eine Diagrammansicht der Apparatur dar, die zur Herstellung eines Ausgangsgarns durch ein erfindungsgemäßes Verfahren geeignet ist.
Figur 2 ist eine Diagrammansicht einer typischen handelsüblichen Kett-Streckapparatur, die bei einem erfindungsgemäßen Verfahren geeignet ist.
Figur 3 stellt eine typische Auftragung (Linie A) der Streckspannung (DT) und die entsprechende Auftragung (Linie B) der Längsfaden-Zugspannungsänderung (DTV) bei Raumtemperatur in Abhängigkeit von Streckverhältnis (DR), Prozent Dehnung (E) und dem Reststreckverhältnis (RDR)D dar.
Figur 4 stellt repräsentative Auftragungen der Längenänderung in Prozent (Δ Länge, %) eines Nylon-Ausgangsgarnes in Abhängigkeit von der Temperatur dar, die erhalten wurde, indem der thermomechanische Analysator von Du Pont bei konstanter Heizgeschwindigkeit von 50 ºC pro Minute verwendet wurde und indem die Anfangsvorspannung von 3 mg/Denier bis 500 mg/Denier variiert wurde, wobei sich das Garn unter Spannungen von größer als etwa 50 mg/d (Figur 4A - obere Hälfte) dehnt und unter Spannungen von weniger als etwa 50 mg/d (Figur 48 - untere Hälfte) schrumpft.
Figur 5 stellt repräsentative Auftragungen der dynamischen Dehnungsrate (ΔL/ΔT) in Abhängigkeit von der Temperatur für ein Nylon-Ausgangsgarn unter Vorspannungen von 50 bis 500 mg/d dar, erhalten unter Verwendung des thermomechanischen Analysators von Du Pont bei einer konstanten Aufheizgeschwindigkeit von 50 ºC pro Minute, wobei die maximale dynamische Dehnungsrate (ΔL/ΔT)max hier als Einsetzen der Hauptkristallisation herangezogen wird, und sie tritt bei einer Temperatur TII,* (d.h. zwischen etwa 110-140 ºC für die meisten Nylongarne) auf.
Figur 6 stellt repräsentative Auftragungen der dynamischen Dehnungsrate (ΔL/ΔT)max in Abhängigkeit von der Vorspannungsbelastung ( ), wie beschrieben in Figur 5, bereit, wobei die Steigung d(ΔL/ΔT)max/d( ) bei 300 mg/d als Maß der Empfindlichkeit des verstreckten Ausgangsgarnes während der Entspannungsstufe gegenüber verschiedenen Belastungsniveaus (d.h. gegenüber einer sich ändernden Voreilung in %) herangezogen wird.
Figur 7 stellt eine typische Auftragung (Linie A) der Längenänderung in Prozent (Δ Länge, %) eines Nylon-Ausgangsgarns in Abhängigkeit der Temperatur, erhalten unter Verwendung des thermomechanischen Analysators von Du Pont bei einer Vorspannung von 300 mg/d, und die entsprechende Auftragung (Linie B) der dynamischen Dehnungsrate, definiert durch die augenblickliche Längenänderung pro ºC (Δ Länge, %) (Δ Temperatur, ºC) von Linie A dar.
Figur 8 stellt eine repräsentative Auftragung der relativen Kristallisationsgeschwindigkeit, dX/dt, in Abhängigkeit der Behandlungstemperatur dar, worin der Wert von dX/dt zunimmt und bei Tc einen maximalen Wert erreicht.
Figur 9 stellt eine graphische Darstellung des reziproken Wertes der Entspannungstemperatur (TR, ºC), wie angegeben durch 1000/(TR +273) in Abhängigkeit des Reststreckverhältnisses der verstreckten Garne (RDR)D, dar. Die Bereiche I (ABDE) und II (AEHI), die durch die fetten Linien eingeschlossen sind, erläutern die Temperaturbedingungen bei der Entspannungsstufe (TR) in Beziehung zu der Streckstufe (RDR)D des Verfahrens, das geeignet ist, um Garne mit ausgezeichneten Bewertungen der Gleichmäßigkeit für großmoleküligen Farbstoff (LMDR) zu produzieren.
Figur 10 (Linie A) ist eine Auftragung der dynamischen Schrumpfspannung (ST) unter den Bedingungen einer konstanten Längenäderung bei einer Aufheizgeschwindigkeit von 30 ºC pro Minute in Abhängigkeit von der Temperatur, die bei der Temperatur (Tg) scharf ansteigt und ein Maximum bei TST,max erreicht, und Linie B ist die entsprechende Ableitung d(ST)/d(T) der dynamischen Schrumpfspannung (ST) in Abhängigkeit der Temperatur-(T)-Auftragung (Linie A). Die Auftragung der Ableitung (B) zeigt minimale Werte, die ungefähr den Temperaturen TII,L bzw. TII,** entsprechen, und ein breites Maximum, das ungefähr dem Bereich zwischen den Temperaturen TII,* und Tc entspricht.
Figur 11 ist eine typische Auftragung der Schrumpfung unter trockener Wärme, gemessen unter Verwendung des Lawson- Hemphill-TYT, indem die Temperaturen stufenweise von 70 ºC bis 150 ºC angehoben werden.
Figur 12 ist eine typische Auftragung des Logarithmus des dynamischen Moduls (E') in Abhängigkeit von der Temperatur (Linie A) und des entsprechenden Logarithmus von tanδ in Abhängigkeit von der Temperatur (Linie B).
Figur 13 ist eine typische Auftragung der Änderung des Wärmeflusses in Abhängigkeit von der Temperatur, wie gemessen durch Differentialabtastkalometrie (DSC). Eine eingeschobene Vergrößerung des Temperaturbereichs von 60 bis 200 ºC zeigt drei thermische Übergänge, die TII,L, TII,* bzw. TII,** zugeordnet werden.
Die Figuren 14 und 15 sind typische Auftragungen der dynamischen TMA-Dehnungsrate in Abhängigkeit von der Temperatur für verstreckte Garne, worin die verstreckten Garne von Figur 14 eine LMDR von unter 6 und diejenige von Figur 15 eine LMDR von größer als 6 aufweisen.
Figur 16 ist eine beispielhafte Auftragung des Reststreckverhältnisses von ersponnenen Nylon-66-Garnen (RDR)s, ausgedrückt durch seinen reziproken Wert, 1/(RDR)s (Linie A), und der Dichte (Linie B) in Abhängigkeit von der Spinngeschwindigkeit.
Figur 17 ist eine beispielhafte Auftragung der Längenänderung nach dem Kochen von frisch ersponnenen Garnen (Linie A) und der Doppelbrechung (Linie B) in Abhängigkeit von der Spinngeschwindigkeit.
Figur 18 ist eine beispielhafte TMA-Auftragung der dynamischen Dehnungsraten (ΔL/ΔT) unter einer Spannung von 300 mg/d in Abhängigkeit von der Temperatur für verschiedene spinnorientierte und teilweise verstreckte Garne, die in den Beispielen als Ausgangsgarne zum Kettstrecken verwendet werden.
Figur 19 ist eine beispielhafte TMA-Auftragung der Schrumpfung (Δ Länge, %) in Abhängigkeit von der Temperatur unter einer Spannung von 5 mg/d für verschiedene Garntypen.
Figur 20 ist eine beispielhafte Auftragung der Zugbelastung ( D), ausgedrückt als Gramm pro verstrecktem Denier (g/dd) in Abhängigkeit von dem Streckverhältnis bei 20 ºC, 75 ºC, 125 ºC und 175 ºC, worin die Steigung als Streckmodul (MD) bezeichnet ist und definiert ist durch (Δ D/ΔDR).
Figur 21 vergleicht die Zugbelastung ( D) in Abhängigkeit des Streckverhältnisses (DR) bei 75 ºC für verschiedene Ausgangsgarne.
Figur 22 ist eine beispielhafte Auftragung des Logarithmus des Streckmoduls ln(MD) in Abhängigkeit von [1000/(TD, ºC + 273)] für das Ausgangsgarn in Figur 21, worin die Steigung als Maß für die Streckenergie (ED) herangezogen wird.
Figur 23 (Linie A) ist eine beispielhafte Auftragung des Prozentsatzes der Farbstofferschöpfung (% E) für C.I. Acid Blue 122 in Abhängigkeit von der Färbetemperatur (ºC), mit einer Zunahme der Farbstofferschöpfung, die bei etwa 57 bis 58 ºC auftritt, was der Färbebadtemperatur entspricht, um etwa eine Erschöpfung von 15 % zu erreichen, hier als Farbstoffübergangstemperatur TDYE bezeichnet. Figur 23 (Linie B) stellt eine entsprechende Auftragung von Linie A, ausgedrückt als Prozent Erschöpfung, auf einer logarithmischen Skala in Abhängigkeit von dem reziproken Wert der Färbebadtemperatur, ausgedrückt als 1000/(T + 273), dar.
Figur 24 ist eine beispielhafte Auftragung der Färbebad- Erschöpfungskurven ähnlich Figur 23 (Linie A) in Abhängigkeit von der Temperatur für vier verstreckte Garne, hergestellt aus Ausgangsgarn "G" in Tabelle 1.
Figur 25 ist eine beispielhafte Auftragung der gemessenen Färbegeschwindigkeit (525) unter Verwendung des großmoleküligen sauren Farbstoffes C.I. Acid Blue 40 in Abhängigkeit der Restdehnung der verstreckten Garne, hergestellt aus verschiedenen Ausgangsgarnen.
Figur 26 ist eine Auftragung der scheinbaren Porenbeweglichkeit (APM), abgeleitet von der Orientierung der amorphen Polymerkettensegmente in Abhängigkeit des scheinbaren Porenvolumens (APV), abgeleitet anhand von Weitwinkel-Röntgenbeugungsmessungen für die verschiedenen verstreckte Garne, die in Tabelle X aufgelistet sind.
Die Figuren 27 bis 36 sind Computersimulationen von Stoffstreifen, die als Richtlinie zur Bestimmung der LMDR von Garnen geeignet sind, die in den Beispielen dieser Anmeldung hergestellt werden.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG

Nylon-Polymer, wie in dieser Anmeldung verwendet, bezieht sich auf irgendwelche der verschiedenen im allgemeinen linearen aliphatischen Polycarbonamid-Homopolymeren und -Copolymeren, die typischerweise schmelzspinnbar sind, um Fasern zu ergeben, die Eigenschaften aufweisen, die für textile Anwendungen geeignet sind. Bevorzugte Nylon-Polymere sind Poly(hexamethylenadipamid) (Nylon 66) und Poly(&epsi;-caproamid) (Nylon 6). Das Nylon-Polymer besitzt, wenn es gesponnen wird, eine relative Viskosität (RV) zwischen etwa 35 und etwa 80.
Wird Nylon-66-Polymer verwendet, ist es zweckmäßig, daß die RV des Polymeren größer ist als etwa 46, wie gelehrt in der Reissue-U.S.-Patentschrift Nr. 33 059 (U.S.-Patentschrift Nr. 4 583 357), deren Beschreibung hiermit als Referenz angegeben ist. Die RV sollte im allgemeinen jedoch weniger als etwa 65 betragen, da die Vorteile, die gemäß des Reissue-Patents 33 059 erhalten werden, bei einer RV von über 65 nicht signifikant zunehmen. Es ist ferner beim Spinnen von Nylon 66 vorteilhaft, Nylon 66 einschließlich einer kleineren Menge von einer oder mehreren verschiedenen Copolymereinheiten, wie &epsi;-Caproamid und/oder 2-Methylpentamethylenadipamid (Me5-6), oder ein unreaktives Additiv zu verwenden, das in der Lage ist, mit dem Nylon 66 Wasserstoffbrückenbindung einzugehen. Für einen gegebenen Satz von Spinnbedingungen zum Spinnen des Ausgangsgarns stellt dies eine Zunahme der Reißfestigkeit bereit, und für eine gegebene Reißfestigkeit nimmt die Zugspannung ab, was das Verstrecken in den Kettstreckstufen des Verfahrens erleichtert. Aufgrund der Fähigkeit, dieselben Eigenschaften des Ausgangsgarns mit einem Polymer zu erhalten, das eine geringere RV besitzt, insbesondere bei höheren Spinngeschwindigkeiten, ist die Verwendung von 2-Methylpentamethylendiamin besonders bevorzugt, um 2-Methylpentamethylenadipamid-Einheiten in dem Nylon-66-Polymer bereitzustellen. Die Verwendung eines Me5-6,66-Copolymer-Ausgangsgarns bei dem Kettstreckverfahren verringert die Streckspannungen bei demselben Streckverhältnis, ein Anzeichen dafür, daß die mechanische Qualität des verstreckten Garns verbessert werden sollte. Wenn die Menge von Me5-6 vergrößert wird, erhöht sich die Farbtiefe. Dies zeigt an, daß die Färbegeschwindigkeit zunimmt, wenn die Menge von Me5-6 zunimmt oder daß die Struktur offener ist, was im allgemeinen ein Anzeichen für eine verbesserte Farbstoffgleichmäßigkeit ist. Die Schrumpfung des verstreckten Garns nimmt zu, wenn die Menge von Me5-6 zunimmt und erreicht bei 20 % Me5-6 ein Niveau von > 10 % BOS. Dieses Niveau ist mit Nylon 66 bei Streckverhältnissen, die eine gute mechanische Qualität ergeben, schwierig zu erzielen. Alternativ können, sofern gewünscht, Vernetzungsmittel, wie beschrieben in der U.S.-Patentschrift Nr. 4 721 650, verwendet werden. Wie in der Technik gut bekannt, können Trübungsmittel, wie Titandioxid, Farbstoffe, Antioxidantien, und weitere geeignete Additive in das Polymer eingearbeitet werden.
Nylon 66 mit einem bifunktionellen Copolyamid-Comonomer, das in der Lage ist, mit dem Nylon-66-Polymer Wasserstoffbrückenbindung einzugehen, kann durch Kondensationspolymerisation in einer wäßrigen "Salz"-Lösung, die die Monomere in geeigneten Anteilen enthält, hergestellt werden. Verfahren, die zur Herstellung von homopolymerem Nylon 66 geeignet sind, können zur Herstellung des N6,66 mit &epsi;-Caprolactam, das der Salzlösung zugesetzt wird, angewendet werden. Zur Herstellung von Me5-6,66 werden Adipinsäure mit Hexamethylendiamin (HMD) und 2-Methylpentamethylendiamin (MPMD) in den molaren Anteilen, die notwendig sind, um das Copolymer mit dem gewünschten Gewichtsprozentsatz 2-Methylpentamethylenadipamid herzustellen, verwendet, um die Salzlösung herzustellen. Für Me5-6,66 ist es im allgemeinen jedoch notwendig, die üblichen Nylon- 66-Verfahren abzuändern, um sicherzugehen, daß das MPMD, das flüchtiger ist, ausreichend lange in der Lösung verbleibt, um zu reagieren. 2-Methylpentamethylendiamin ist käuflich erhältlich und wird unter dem Warenzeichen DYTEX A von E.I. Du Pont de Nemours u. Co., Wilmington, Delaware, vertrieben.
Unter Bezugnahme auf Figur 1, die das Verfahren einschließlich von Alternativen zur Herstellung der Ausgangsgarne erläutert, wird Garn Y unter Anwendung eines Hochgeschwindigkeits-Schmelzspinnverfahrens durch die Spinndüse 1 ersponnen. Die Filamente werden in einem "Anblas"-Schacht unter Verwendung von querlaufender Luft bei beispielsweise 20 ºC abgekühlt und laufen in einem Appretur-Auftragewerk, wie in einer Walze oder einem Appretur-Dosierungsauftragewerk, zusammen.
Erfindungsgemäß reicht die Abzugsgeschwindigkeit (Vs), d.h. die Geschwindigkeit der ersten Walze, die so wirkt, daß das Garn von der Spinndüse 1 weggezogen wird, aus, um ein ersponnenes Garn mit einem "Reststreckverhältnis" (RDR)s von weniger als etwa 2,75 zu bilden. Wie im folgenden erklärt wird, kann die erste Walze in Abhängigkeit der bestimmten verwendeten Apparatur jede aus einer Reihe von verschiedenen Walzen sein. "Reststreckverhältnis", wie in dieser Patentanmeldung verwendet, bezieht sich auf die Anzahl von Durchgängen während denen die Länge des Garns durch Verstrecken vergrößert werden kann, bevor das Garn reißt, und kann durch die folgende Formel aus der Reißfestigkeit in Prozent (EB) berechnet werden:
RDR = 1 + (EB/100)
Es wurde gefunden, daß das Reststreckverhältnis (RDR)s in dem ersponnenen Garn weniger als 2,75 betragen und mit den anderen Prozeßstufen des Verfahrens kombiniert werden muß, um die bessere Gleichmäßigkeit des großmoleküligen Farbstoffes in den verstreckten Garnen zu erhalten. Vorzugsweise beträgt das Reststreckverhältnis (RDR)s in dem ersponnenen Garn weniger als etwa 2,5, am meisten bevorzugt weniger als etwa 2,25.
Die Abzugsgeschwindigkeit, bei der dem ersponnenen Garn das Reststreckverhältnis von weniger als 2,75 verliehen wird, hängt von einer Reihe von Faktoren während des Spinnverfahrens ab, einschließlich der Feinheit (Denier pro Filament) der Garne, die ersponnen werden, der relativen Viskosität des Polymeren, der Spinntemperatur, der Spinndüsen-Kapillardimensionen und der Wirksamkeit des Abschreckens, wie bestimmt durch das Luftstrommuster, die Fließgeschwindigkeit und Anblaslufttemperatur. Eine typische minimale Abzugsgeschwindigkeit, um ein Reststreckverhältnis (RDR)s von weniger als 2,75 zu verleihen, liegt für normale Textilgarne in der Größenordnung von etwa 2000 mpm. Im allgemeinen wird es bevorzugt, die Ausgangsgarne mit Abzugsgeschwindigkeiten von etwa 3000 mpm zu erspinnen, wobei eine sorgfältige Kontrolle der Verfahrensbedingungen nicht so notwendig ist.
Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren wird das ersponnene Garn stabilisiert, um ein Ausgangsgarn mit einem Reststreckverhältnis (RDR)F zwischen etwa 1,55 und etwa 2,25 und einer dynamischen Längenänderung (ΔL) und Schrumpfrate (ΔL/ΔT), die beide zwischen 40 ºC und 135 ºC weniger als 0 betragen, bereitzustellen. Vorzugsweise besitzt das Ausgängsgarn ein Reststreckverhältnis (RDR)F zwischen etwa 1,55 und etwa 2,0.
Wie in Figur 1 anhand der durchbrochenen Linien gezeigt, kann die Stabilisierung mittels einer Reihe von unterschiedlichen Alternativen durchgeführt werden. Die Stabilisierung kann, wie in Alternative A angedeutet, erreicht werden, indem das ersponnene Garn in einer Dampfkammer 4 Dampf ausgesetzt wird, wie beschrieben in der U.S.-Patentschrift Nr. 3 994 121, oder indem das Garn durch eine dampflose beheizte Röhre geleitet wird, wie beschrieben in der U.S. 4 181 697. Das Garn läuft sodann über die Abzugs- und Ablaßwalzen 5 bzw. 6, obwohl es nicht zu einem wesentlichen Ausmaß verstreckt wird. Alternative B zeigt eine Reihe von Abzug- und Ablaßwalzen 5 und 6, die mit im wesentlichen derselben Geschwindigkeit wie das Aufwickeln betrieben werden, und somit kommt es zwischen diesen Walzen und der Aufwicklung zu keiner wesentlichen Streckung des Garns. Die Stabilisierung wird, wie bei Alternative C, durch die hohe Spinngeschwindigkeit z.B. größer als etwa 4000 mpm, verliehen. Die Walzen 5 und/oder 6 könnten, falls gewünscht, zum Zweck der Stabilisierung der Schrumpfung des Garns, wenn es bei Geschwindigkeiten von niedriger als ungefähr 4000 mpm ersponnen wird, aufgeheizt werden. Die Alternative C ist ein "Galette-loses" Verfahren, bei dem das Garn zwischen Spinndüse und Aufnahnie nicht mit Walzen in Kontakt gebracht wird. Die Aufwickelgeschwindigkeit genügt, so daß die Spinnorientierung, die dem Garn beim Spinnen verliehen wird, ausreicht, um ein stabiles Ausgangsgarn bereitzustellen, ohne daß weitere getrennte Stabilisierungsstufen erforderlich sind. Typische Geschwindigkeiten zum Erreichen davon liegen oberhalb von etwa 4000 mpm. Garne, die durch die Alternativen B und C hergestellt worden sind, werden oft als spinnorientierte oder "SOY"-Garne bezeichnet. Alternative D erläutert die Anwendung einer "Teilstreckung" zur Stabilisierung der Garne, bevor die Ablaßwalzen 6, die Speisewalzen 7 und die Streckwalzen 8 das Garn zur Stabilisierung ausreichend verstrecken. Der Betrag des Verstreckens, der notwendig ist, um dies zu erreichen, liegt zwischen etwa 1,05 und etwa 1,8, in Abhängigkeit von der Orientierung in dem Garn auf Grund der Spinngeschwindigkeit und der Spinnbedingungen. Garne, die gemäß Alternative D hergestellt worden sind, werden oft als "teilweise verstreckte" oder "PDY"-Garne bezeichnet. Abänderungen der beschriebenen Stabilisierungsalternativen sind innerhalb des erfindungsgemäßen Verfahrens möglich.
Die Garne werden an der Verschlingungsdüse 9 verschlungen, so daß das Ausgangsgarn einen ausreichenden Verschlingungsgrad besitzt, um ein wirksames Aufwickeln der Ausgangsgarne auf die Aufwickelvorrichtung 10 und Abnehmen der Ausgangsgarne von der Spule für das Kettstrecken zu ermöglichen. Ein geeignetes Verschlingungsmaß für diesen Zweck, gemessen durch das Nadelfeinheits- Schnellverfahren (RPC), ist eine RPC-Verschlingung von nicht mehr als etwa 14. Obschon die Verschlingung vergrößert werden kann, wie durch den Einsatz eines "Verschlingungsriets" im Falle des Kettstreckens, wie es für die weitere Verarbeitung oder Verwendung bei der Stoffbildung gewünscht wird, ist, wenn durchführbar ist, in den Ausgangsgarnen ein hoher Verschlingungsgrad wünschenswert, um das Erfordernis für ein solches zusätzliches Verschlingen auszuschalten. Somit sollte der Verschlingungsgrad in bestimmten bevorzugten Ausgangsgarnen hoch genug sein, um den gewünschten Betrag an Verschlingung zu erhalten, nachdem das Verstrecken den Abstand zwischen den Verschlingungsknoten ausdehnt. Der genaue Verschlingungsgrad für diesen Zweck hängt im allgemeinen ab von der Garnfilamentfeinheit und von dem DPF, dem Garnappreturtyp und dem Streckverhältnis und der Zugspannung, die das Garn erfährt, und von den Eigenschaften, die in dem fertigen Stoff, der die verstreckten Garne enthält, insbesondere aus ästhetischen Gründen wünschenswert sind. Für viele Ausgangsgarne ist es vorteilhaft, eine RPC-Verschlingung zwischen etwa 6 und etwa 10 einzusetzen.
Gemäß der bevorzugten Form der Erfindung werden die Ausgangsgarne in einer Kette nach dem Spinnen gesammelt. Um dies wirksam zu erreichen, ist es vorteilhaft, die Ausgangsgarne auf eine Reihe von Wickelkörper mit im allgemeinen gleichmäßiger Länge aufzuspulen, die von einem Aufsteckgatter zugeführt werden können, um eine Kette der Garne zu bilden.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren durchlaufen die Ausgangsgarne ein Trockenverstrecken und Trockenentspannen, um die verstreckten Garne bereitzustellen, vorzugsweise als Kette von verstreckten Garnen, die gleichzeitig behandelt werden. "Trocken"-Verstrecken und "Trocken"-Entspannen, wie in dieser Anmeldung angewendet, sollen bedeuten, daß das Verstrecken und Entspannen in einer gasförmigen Umgebung ohne die Anwendung von flüssigem Wasser auf die Garne erfolgt. Die bevorzugte Atmosphäre zum Trockenverstrecken und Trockenentspannen ist erfindungsgemäß eine inerte Gasatmosphäre wie Luft mit einer relativen Feuchtigkeit zwischen 50 und 90 %, vorzugsweise zwischen 60 und 80 %. Das Trockenverstrecken und Trockenentspannen kann in Gegenwart weiterer Inertgase wie Dampf erfolgen, der eine Wärmequelle sowie ein Inertatmosphäre bereitstellen kann.
Die Garne werden mit einem Streckverhältnis (DR) zwischen etwa 1,05 und etwa (RDR)F/1,25 verstreckt. "Streckverhältnis" (DR) kann in dieser Anmeldung aus dem "Gesamtstreckverhältnis" (TDR) berechnet werden, das definiert ist als das Verhältnis des Reststreckverhältnisses der Ausgangsgarne (RDR)F zu dem Reststreckverhältnis der verstreckten Garne (RDR)D, hergestellt durch das Verfahren, d.h. nachdem sie eine Entspannung durchlaufen:
TDR = (RDR)F/(RDR)D
Das Gesamtstreckverhältnis (TDR) hängt ab von dem Streckverhältnis (DR), wie ausgedrückt durch die folgende Gleichung:
TDR = DR (1 - %OF/100)
30 (%OF bezieht sich auf die im folgenden ausführlicher diskutierte Voreilung). Das Streckverhältnis (DR) kann auch aus der Längenänderung berechnet werden, der das Garn ausgesetzt wird, z.B. aus dem Verhältnis der Geschwindigkeiten von Streckwalzen zu Speisewalzen. Gleichermaßen kann das Gesamtstreckverhältnis (TDR) aus der Geschwindigkeit der Walzen nach der Entspannung zu derjenigen der Speisewalzen berechnet werden.
Die Temperatur des Garns (TD) während des Verstreckens liegt zwischen etwa 20 ºC und etwa der Temperatur TII,** des Polymeren. Wie in Figur 7 und in der begleitenden Beschreibung im folgenden und in den Testverfahren erläutert, ist TII,** eine Temperatur des Nylon-Polymeren, die definiert wird, indem die Längenänderung des Garns in Abhängigkeit der Temperatur bei konstanter Spannung gemessen wird. Ein Erhitzen während des Trockenverstreckens kann vorteilhaft sein, um die Streckspannung bei dem erfindungsgemäßen Verfahren herabzusetzen. Vorzugsweise beträgt die Temperatur des Garns während des Verstreckens am meisten bevorzugt weniger als etwa TII,L. Für Nylon 66 und Nylon 66 mit kleineren Mengen Wasserstoffbrückenbindungsbestandteilen kann die Temperatur des Verstreckens bis zu etwa 175 ºC betragen. Vorzugsweise liegt die Temperatur zwischen etwa 20 ºC und etwa 135 ºC, am meisten bevorzugt zwischen etwa 20 ºC und etwa 90 ºC. Für Nylon 6 sollte die Garnstrecktemperatur im allgemeinen etwa 20 bis 40 ºC weniger als die entsprechenden Temperaturen für Nylon 66 betragen. Eine kontaktlose oder Kontaktheizapparatur, wie Öfen, Heizstrahler, Plattenwärmevorrichtungen, Heizwalzen, Mikrowellenöfen und dergleichen, sind zum Erhitzen des Garns beim Verstrecken geeignet.
Das Garn wird einer Entspannungsstufe unter Wärme unterzogen, um die Kochschrumpfung zu kontrollieren. Die Entspannung führt ferner dazu, daß dasreststreckverhältnis der verstreckten Garne (RDR)D leicht zunimmt. Das Streckverhältnis (DR) beim Trockenverstrecken und die Bedingungen bei der Trockenentspannung werden so gewählt, daß die verstreckten Garne eine Kochschrumpfung (BOS) zwischen etwa 3 % und etwa 10 % und ein Reststreckverhältnis (RDR)D zwischen etwa 1,25 und etwa 1,8 besitzen. Vorzugsweise liegt die Kochschrumpfung zwischen etwa 3 und etwa 8 %, und das Reststreckverhältnis der verstreckten Garne (RDR)D liegt zwischen etwa 1,25 und etwa 1,55. Außerdem können bei dem erfindungsgemäßen Verstrecken und Entspannen weitere Garneigenschaften für den gewünschten Endgebrauch eingestellt werden. Die Erfindung ist in der Lage, einen Bereich von Reißfestigkeiten und weitere gewünschte Eigenschaften bereitzustellen, während die Gleichmäßigkeit in dem Garn, das gefärbte Stoffe mit guter Farbgleichmäßigkeit ergeben kann, beibehalten wird. Vorzugsweise betragen die Reißfestigkeiten der verstreckten Garne über etwa 2 g/d und können so hoch sein wie etwa 6 g/d oder höher. Bevorzugte Niveaus für den Modul liegen über etwa 15 g/d und können bis zu etwa 40 g/d oder höher reichen.
Die Voreilung in % bei der Entspannungsstufe des Verfahrens, d.h. der Betrag der Längenänderung, dessen Auftreten durch die Schrumpfung erlaubt ist, muß ausgewählt werden, um die gewünschten Eigenschaften zu erhalten. Die Voreilung in % kann eingestellt werden, indem die Geschwindigkeit der Walzen, die mit dem Garn vor und nach der Entspannung in Kontakt sind, eingestellt werden, und die Schrumpfung nimmt im allgemeinen mit zunehmender Voreilung ab. In Abhängigkeit von der Orientierung des Garns beim Erreichen der Entspannungsstufe und in Abhängigkeit der gewünschten Eigenschaften des verstreckten Garns kann die Voreilung sehr gering sein und reicht bis zu etwa 10 %. Vorzugsweise liegt die Voreilung in % zwischen etwa 2 und etwa 8 %. Obschon die Voreilung in % innerhalb dieser Bereiche variieren kann, sollte die Voreilung in % für das bestimmte Ausgangsgarn nicht zu hoch ein, und die Entspannungstemperatur oder die Spannung auf den Garnen während der Entspannungsstufe fällt auf 0 ab, und das Verfahren läuft nicht ab. Die geeignete Kontrolle der Voreilung ist ebenfalls wichtig, wenn ein Verschlingungsriet verwendet wird, wie beim Kettstrecken, um den Garnen eine zusätzliche Verschlingung zu verleihen, da eine niedrigere Relaxationspannung eine festere Verschlingung ergibt. Mit dem Verschlingungsriet sollte die Voreilung so eingestellt werden, daß sich eine Relaxationszonenspannung von 0,25 bis 0,50 g/verstrecktem Denier (g/dd) oder vorzugsweise von 0,30 bis 0,375 g/dd ergibt. Bei einer Relaxationszonenspannung unter ca. 0,25 g/dd ist die Bearbeitbarkeit mit dem Verschlingungsriet schlecht.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren muß die Temperatur der Garne während der Entspannung (TR) zwischen etwa 20 ºC und einer Temperatur etwa 40 ºC weniger als der Schmelzpunkt des Nylon-Polymeren (TM) liegen. Wie bei der Streckstufe des Verfahrens sind kontaktlose oder Kontakt-Heizvorrichtungen, wie Öfen, Wärmestrahler, Heizplatten, Heizwalzen, Mikrowellenöfen und dergleichen, zum Erhitzen des Garns während der Entspannung geeignet.
Es wurde gefunden, daß eine Kontrolle der Garntemperatur während der Entspannung (TR), um in einer besonderen Beziehung zu dem Reststreckverhältnis der verstreckten Garne (RDR)D zu stehen, hohe Bewertungen der Gleichmäßigkeit von großmoleküligem Farbstoff liefert. Erfindungsgemäß wird die Entspannungstemperatur (TR) gemäß der folgenden Beziehung ausgewählt:
TR (ºC) ≤ [1000/(K&sub1; - K&sub2; (RDR)D)] - 273
worin K&sub1; = 1000/(TII,L +273) + 1,25K&sub2; und K&sub2; = [1000/(TII,L + 273) - 1000/(TII,** + 273)]/0,3, vorzugsweise beträgt die Garnentspannungstemperatur weniger als TII,** und beträgt am meisten bevorzugt weniger als TII,*. TM, TII,L, TII,** und TII,* werden mit den ausgangsgarnen aus dem Nylon-Polymer bestimmt, die eingesetzt werden, wie in Figur 7 und dem begleitenden Text und in den folgenden Testverfahren erläutert.
Für die Ausgangsgarne aus Nylon-66-Polymeren kann ein bevorzugter Entspannungstemperaturbereich für ein gegebenes Reststreckverhältnis der verstreckten Garne (RDR)D erhalten werden, indem in der obigen Gleichung K&sub1; ein Wert von 4,95 und K&sub2; von 1,75 zugeordnet wird. Bevorzugte Entspannungstemperaturen betragen für Nylon 66 oder Nylon 66 mit einer kleineren Menge eines Wasserstoffbrückenbindungsbestandteils weniger als etwa 175 ºC und am meisten bevorzugt weniger als etwa 135 ºC. Für Nylon 6 kann ein bevorzugter Temperaturbereich definiert werden, indem die Werte von 5,35 K&sub1; bzw. von 1,95 K&sub2; zugeordnet werden. Im allgemeinen betragen die bevorzugten Temperaturen für Nylon-6-Garne 20 bis 40 ºC weniger als die entsprechenden Temperaturen für Nylon 66.
Erfindungsgemäß wurde eine käuflich erhältliche Apparatur für das Kettstrecken geeigneter Ausgangsgarne als geeignet befunden. Ein Modell DSST 50, hergestellt von Karl Mayer Textilmaschinenfabrik GmbH, D-6053 Obertshausen, Deutschland, und ein Modell STF1, hergestellt von Barmag Aktiengesellschaft, 5630 Remscheid, Deutschland, sind geeignet. Die Verwendung von beiden ist in den Beispielen, die folgen, erläutert. Typische Aufwickelgeschwindigkeiten für eine solche Apparatur liegen im Bereich von bis zu etwa 600 mpm. Da die Ausrüstung sich gleicht, ist nur die Barmag STFI schematisch in Figur 2 gezeigt.
Unter Bezugnahme auf Figur 2 wird eine Kettbahn von Ausgangsgarn (mit dem Buchstaben W bezeichnet) durch die Speisewalzen 11 bis 13 von einem Aufsteckgatter an der Linken (nicht gezeigt) gezogen. Die Speisewalze 13 ist aufheizbar und wird im allgemeinen auf eine Temperatur zwischen etwa 50 und etwa 90 ºC aufgeheizt. Eine geneigte Plattenheizung wird in dieser Einheit bereitgestellt und kann, falls gewünscht, zum weiteren Erhitzen der Garne verwendet werden. Die Kette von Garn W wird sodann zu den unbeheizten Streckwalzen 14-17 weitergeführt. Die Streckwalzen 14 und 15-17 werden mit einer höheren Geschwindigkeit als die Speisewalzen angetrieben, um der Kette der Garne den gewünschten Streckbetrag zu verleihen.
Nach Passieren von Streckwalze 17 durchlaufen die Garne eine Entspannung, während sie in einer Kette in Kontakt mit einer Plattenheizung, die für dieses bestimmte Kett-Streckmodell auf etwa 200 ºC erhitzt werden kann, weiterlaufen. Der Betrag der Entspannung wird durch die Austrittswalzen 18-20 kontrolliert, die mit einer Geschwindigkeit von zweckmäßigerweise weniger als diejenige der Streckwalzen 14-17 angetrieben werden, um die gewünschte Voreilung bereitzustellen. Die resultierenden Garne werden gleichzeitig als Kettbaum auf eine Kettbaumspulmaschine (nicht gezeigt) aufgewickelt.
Für die in Figur 2 dargestellte Apparatur wird die Kettbahn der Ausgangsgarne zwischen den Walzen 13 und 14 bei einer Strecktemperatur (TD) mit einem Kett-Streckverhältnis, definiert durch das Verhältnis der Oberflächengeschwindigkeiten der Walzen 13 und 14, (d.h. WDR = V14/V13), verstreckt, zwischen den Walzen 17 und 18 bei einer Entspannungstemperatur (TR) und mit einer Voreilung in Prozent, % OF = (1-V18/V17)100, worin V18/V17 das Verhältnis der Oberflächengeschwindigkeiten der Walzen 17 und 18 darstellt, wärmeentspannt, wobei ein Gesamtkett-Streckverhältnis TWDR bereitgestellt wird, das angegeben wird durch die Beziehung: TWDR = WDR x (1-%OF/100) = (V14/V13) x (V18/V17) = V18/V13, da typischerweise V14 = V17.
Garne, die erfindungsgemäß hergestellt werden, besitzen die Eigenschaften, die sie für kritische Färbeanwendungen überaus gut geeignet machen. Eine Reihe von physikalischen Eigenschaften der Garne sind für die gleichmäßige Färbbarkeit verantwortlich, wovon eine oder mehrere für die Gleichmäßigkeit beim Färben sehr wichtig sind. Zwei Eigenschaften, von denen angenommen wird, daß sie für das Verfahren und für die Garne, die durch das erfindungsgemäße Verfahren hergestellt werden, charakteristisch sind, sind eine Längsfaden-CV in % von weniger als etwa 0,7, gemäß Denier-Variationsanalyse (DVA) sowohl für die Ausgangsgarne als auch für die verstreckten Garne und eine Längsfaden-CV in % der Streckspannung von weniger als etwa 1,0 bei einer Streckung um 1,33X (DT33%) für das Ausgangsgarn.
Das bevorzugte erfindungsgemäße Verfahren stellt Garne bereit, die eine "Bewertung der Großmolekül-Farbstoff- Gleichmäßigkeit" (LMDR) von wenigstens etwa 6 aufweisen. Die Bezeichnung "Großmolekül-Farbstoff" bezieht sich entweder auf Anthrachinon Milling Blue BL (C.I. Acid Blue 122) oder Sandolin Milling Blue BL-N (C.I. Acid Blue 80). Beide von diesen Farbstoffen sind großmolekülige waschechte geschwindigkeitsempfindliche saure Farbstoffe. Obwohl nicht zur Messung von LMDR bei dieser Anwendung geeignet, können weitere großmolekülige saure Farbstoffe mehr oder weniger kritisch sein. "Die Bewertung der Großmolekül-Farbstoff- Gleichmäßigkeit" (LMDR), wie in der vorliegenden Anmeldung verwendet, bezieht sich auf eine Bewertung der Garnfarben- Gleichmäßigkeit, vorgenommen durch Stricken der Garne zu einem Trikotstoff und durch Färben unter Verwendung von einem der vorstehenden großmoleküligen Farbstoffe. Nach dem Färben wird der Stoff während des Bewertungsverfahrens durch ein Expertenpanel auf einer Skala von 1 bis 10, wie in den Testverfahren, die folgen, ausführlicher beschrieben ,unter Anwendung von Computersimulationen der Stoffstreifen, die in den Figuren 27-36 als Richtlinie gezeigt sind, bewertet. Eine Bewertung von 5 oder darunter wird als nicht annehmbar angesehen, und eine Bewertung von 5 bis 6 wird als Grenzwert angesehen, der für einige unkritische Kettenwirkwaren annehmbar ist. Eine Bewertung von 6 oder höher wird für die meisten Kettenwirkwaren als annehmbar betrachtet. Eine Bewertung von 6,5 oder höher wird für kritische Kettenwirkwaren, wie für diejenigen, die für Schwimmbekleidung verwendet werden, als annehmbar angesehen. Für die erfindungsgemäßen Garne wird es mehr bevorzugt, daß sich eine Bewertung der Gleichmäßigkeit von über etwa 6,5 ergibt. Eine Bewertung von 7 oder höher wird als sehr gut betrachtet, und die erfindungsgemäßen Garne, die eine Bewertung von über 7 erreichen können, werden am meisten bevorzugt. Erfindungsgemäß sind Bewertungen so hoch wie 8,0 und höher möglich.
Figur 3 stellt eine typische Auftragung der Streckspannung, DT (Linie A), gemessen bei Raumtemperatur (ausgedrückt als Gramm pro Ausgangsdenier), für ein Nylon-Ausgangsgarn mit einer Reißfestigkeit (Eb) von 80 % (d.h. mit einem (RDR)F = 1 + 80/100 = 1,80) aufgetragen in Abhängigkeit von der Dehnung in Prozent (E), dem Streckverhältnis (DR = 1 + E/100) und dem Reststreckverhältnis des verstreckten Garns [(RDR)D = (RDR)F/DR], worin die DT anfangs mit einem Streckverhältnis bis zum Fließpunkt (Ey,i) bei etwa 5 % B (d.h. bei etwa 1,05x DR) scharf ansteigt und mit einem Streckverhältnis bis zum Reißen bei Eb weniger ansteigt (d.h. RDR = 1,0); und der entsprechenden Auftragung (Linie B) der Änderung der Längsfaden-Streckspannung (DTV) dar, ausgedrückt als % CV, die bis zu den anfänglichen Fließpunkt (Ey,i) scharf abfällt und im wesentlichen über den Fließbereich Ey,i bis Ey,f konstant bleibt und sodann typischerweise ansteigt, bis das Garn reißt. Der optimale Streckbereich ist definiert durch Ey,i bis Ey,f, d.h. in diesem Beispiel durch B-Werte von 5 % bis 55 %, entsprechend einem (WDR)min von 1,05 bis zu einem (WDR)max von 1,44 (= 1,8/1,25), entsprechend einem (RDR)max von 1,71 (= 1,8/1,05) bzw. einem (RDR)min von 1,25.
Die Figuren 4A und 48 sind beispielhafte Auftragungen der Längenänderung in Prozent (Δ Länge, %) eines Nylonausgangsgarns in Abhängigkeit von der Temperatur, erhalten unter Verwendung eines thermomechanischen Analysators (TMA) von Du Pont bei einer konstanten Aufheizgeschwindigkeit von 50 ºC pro Minute (± 0,1 ºC) und unter Variation der Vorspannung (hier auch als Belastung bezeichnet, ausgedrückt als Milligramm pro Ausgangsdenier) von 3 mg/Denier bis 500 mg/Denier, worin sich das Garn unter den Vorspannungen von größer als etwa 50 mg/d (Figur 4A - oberer Hälfte) dehnt und unter den Vorspannungen von weniger als etwa 50 mg/d (Figur 48 - untere Hälfte) schrumpft.
Die augenblickliche Längenänderungsreaktion in Abhängigkeit von der Temperatur für eine gegebene Spannung [(Δ Lange, %)/(A Temperatur, ºC)] = [ΔL/ΔT] wird hier unter den Schrumpfbedingungen als "dynamische Schrumpfrate" und unter den Dehnungsbedingungen als "dynamische Dehnungsrate" bezeichnet. Die erfindungsgemäß verwendeten Ausgangsgarne schrumpfen unter einer Ausgangsspannung von 5 mg/d zwischen 40 ºC und 135 ºC, entsprechend ungefähr der Glastemperatur (Tg) und dem Einsetzen einer hauptsächlichen Kristallisation (TII,*), und sie besitzen unter denselben Bedingungen eine dynamische Schrumpfrate von weniger als 0 (d.h. die Schrumpfung nimmt mit der Temperatur zu und zeigt nach einer anfänglichen Schrumpfung zwischen etwa 40 ºC und 135 ºC keinerlei spontane Dehnung).
Figur 5 ist eine beispielhafte Auftragung der dynamischen TMA-Dehnungsrate (ΔL/ΔT) in Abhängigkeit von der Temperatur für ein Nylon-Ausgangsgarn unter Spannungen von 50 bis 500 mg/d (siehe Figur 4 wegen genauer Angaben). Die maximale dynamische TMA-Dehnungsrate (ΔL/ΔT)max wird hier als Einsetzen der Haupkristallisation herangezogen und tritt bei der Temperatur TII,* auf.
Figur 6 ist eine repräsentative Auftragung der maximalen dynamischen TMA-Dehnungsraten (ΔL/ΔT)max in Abhängigkeit von der Anfangsbelastung, ausgedrückt als Milligramm pro Ausgangsdenier, worin (ΔL/ΔT)max mit zunehmender Belastung ( ) zunimmt, wie gekennzeichnet durch eine positive Steigung, d(ΔL/ΔT)max/d( ). Der Wert für d(ΔL/ΔT)max/d( ) nimmt im allgemeinen mit zunehmender Polymer-RV und zunehmender Spinngeschwindigkeit (d.h. abnehmendem (RDR)s) ab. Bevorzugte erfindungsgemäß verwendete Ausgangsgarne sind gekennzeichnet durch (ΔL/ΔT)max-Werte von weniger als etwa 0,20, vorzugsweise von zwischen etwa 0,15 und etwa 0,05 %/ºC, und d(ΔL/ΔT)max/d -Werte zwischen etwa 3x10&supmin;&sup4; und etwa 7x10&supmin;&sup4; (%/ºC)/(mg/d) bei einer Belastung ( ) von 300 mg/d, die ausgewählt wird, um die bevorzugten erfindungsgemäßen Ausgangsgarne zu charakterisieren, da sie typischerweise das nominale Spannungsniveau in der Entspannungszone (zwischen Walzen 17 und 18 in Figur 2) darstellt.
Figur 7 (Linie A) ist eine typische Auftragung der Längenänderung in Prozent (A Länge, %) eines Nylon-Ausgangsgarns in Abhängigkeit von der Temperatur (ºC), erhalten unter Verwendung eines thermomechanischen Analysators von Du Pont bei einer konstanten Aufheizgeschwindigkeit von 50 ºC pro Minute (+/- 0,1 ºC) unter konstanter Spannung von 300 mg pro ursprünglichem Denier. Das Einsetzen der Dehnung (d.h.ΔL > 0) tritt etwa bei der Glastemperatur (Tg) ein und nimmt bei einer Temperatur TII,L scharf zu, von der angenommen wird, daß sie mit der Temperatur in Beziehung steht, bei der die Wasserstoffbrückenbindungen auf zubrechen beginnen, was eine Dehnung der Polymerketten und eine Bewegung der kristallinen Lamellen erlaubt.
Figur 7 (Linie B) ist eine Auftragung der entsprechenden dynamischen TMA-Dehnungsgeschwindigkeit zu Linie A, im folgenden hier definiert durch die augenblickliche Längenänderung pro ºC (Δ Länge, %)/(Δ Temperatur, ºC) = (ΔL/ΔT), die dynamische Dehnungsrate (ΔL/ΔT) ist zwischen Tg und TII,L relativ konstant und steigt dann bis zu einem anfänglichen maximalen Wert bei einer Temperatur TII,*, von der angenommen wird, daß sie mit dem Einsetzen der Hauptkristallisation in Beziehung steht. Die dynamische Dehnungsrate bleibt im wesentlichen über den Temperaturbereich TII,* bis TII,U bei dem höheren Niveau konstant und steigt dann bei TII,U scharf an, was mit dem Einsetzen des kristallinen Schmelzens und Brweichens des Garns im Zusammenhang steht, bis das Garn unter Spannung bei einer Temperatur, die typischerweise geringer ist als der Schmelzpunkt (Tm), bricht, worin TII,U 40 ºC weniger beträgt als Tm.
Die meisten aliphatischen Polyamide zeigen ein Verhalten der dynamischen Dehnungsrate in Abhängigkeit von der Temperatur der Linie B, worin eine leichte Verringerung in der dynamischen Dehnungsrate nach dem anfänglichen Maximum bei TII,* auftritt und ein Minimum bei Temperatur TII,** erreicht, die für Nylon-66-Polyamide häufig als Brill-Temperatur bezeichnet wird und mit der Umwandlung der am wenigsten thermisch stabilen kristallinen β-Konformation in die thermisch stabilere kristalline α-Konformation in Verbindung steht, und für Nylon-6-Polyamide wird angenommen, daß die Temperatur TII,** mit der Umwandlung der kristallinen γ-"Gamma"-Konformation, die nur über die Spinnorientierung gebildet wird, zu der stabileren kristallinen α-Konformation, die typisch ist für verstreckte und/oder thermisch behandelte Garne, in Verbindung steht.
Es wurde gefunden, daß die bevorzugten Streckbedingungen für eine kritische Säure-Färbbarkeit mit dem sorgfältigen Gleichgewicht zwischen dem Ausmaß des Verstreckens (wie angegeben durch DR), der Strecktemperatur (TD), der Entspannungstemperatur (TR) und dem erlaubten Ausmaß der Entspannung (wie angegeben durch die Voreilung in %, %OF, oder durch das Ausmaß der Entspannung 1-%OF/100) in Verbindung stehen. Die bevorzugten Bereiche hier sind: DR zwischen etwa 1,05X und (RDR)F/1,25, TD von 20 ºC bis weniger als etwa TII,**, vorzugsweise weniger als etwa TII,* und insbesondere weniger als etwa TII,L, TR weniger als etwa TII,U (d.h. Tm - 40 ºC), vorzugsweise weniger als etwa TII,** und insbesondere weniger als etwa TII,*.
Es wird angenommen, daß das Erfordernis, TR mit abnehmendem (RDR)D (d.h. zunehmendem DR und abnehmender OF in %) zu verringern, mit der Verschiebung der Verteilung der Porengrößen zwischen den Kristalliten zu kleineren Werten zusammenhängt, die die Geschwindigkeit der Farbstoffdiffusion (im folgenden durch den Garn-MBB-Wert ausgedrückt) verringert und die Temperatur des Einsetzens der Hauptbeweglichkeit der Poren (im folgenden mit der Farbstoffübergangstemperatur TDYE und der Temperatur des maximalen dynamischen Moduls (TE"max) in Verbindung gebracht) erhöht. Es wird angenommen, daß eine Kombination aus Verteilung der Porengrößen und Beweglichkeit der Poren existiert, die die kritische Säure-Färbbarkeit definiert. Es wird angenommen, daß diese Kombination durch die richtige Wahl des Ausgangsgarns und durch das erfindungsgemäße Streckverfahren erreicht wird.
Figur 8 ist eine beispielhafte Auftragung der relativen Kristallisationsgeschwindigkeit dX/dt in Abhängigkeit der Behandlungstemperatur. Der Wert von dX/dt nimmt zu, erreicht einen maximalen Wert bei Tc, der für Nylon 66 ungefähr 150 ºC und für Nylon 6 146 ºC beträgt. Die Temperaturen T&sub1; und T&sub2; bezeichnen Behandlungstemperaturen, bei denen das relative Ausmaß der Kristallisation X = 1/2. Für Nylon 66 ist T&sub2; und T&sub1; etwa Tc +/- 40 ºC, und für Nylon 6 betragen T&sub2; und T&sub1; etwa Tc +/- 20 ºC. Zwischen der Temperatur T&sub1; und Tc läuft die Kristallisation über eine Nukleierung ab und setzt sich über das Wachstum der existierenden Kristalle zwischen Tc und T&sub2;. fort. Beim Vergleich der Figuren 8 und 9 wird nahegelegt, daß TII,L und TII,U T1" bzw. T2' entsprechen können und daß TII,* und TII,** T" bzw. T2" entsprechen können. Obwohl die Erfindung nicht an eine bestimmte Theorie gebunden ist, wird angenommen, daß die bevorzugte Entspannungstemperatur beim Verstrecken weniger als etwa Tc beträgt, d.h. unter den Bedingungen einer gleichmäßigen Nukleierung in Abhängigkeit von einem Kristallwachstum, insbesondere der (RDR)D des verstreckten Garns, verringert ist.
Figur 9 ist eine graphische Darstellung des reziproken Wertes der Entspannungstemperatur (TR, ºC), wie angegeben durch + 273) in Abhängigkeit von dem Reststreckverhältnis der verstreckten Garne (RDR)D. Die Bereiche I (ABDB) und II (AEHI), die von den fetten Linien eingeschlossen sind, erläutern die Temperaturbedingungen in der Entspannungsstufe (TR), wie sie im Zusammenhang stehen mit der Streckstufe (RDR)D des Verfahrens, das geeignet ist, um Garne mit ausgezeichneten Bewertungen der großmoleküligen Farbstoff-Gleichmäßigkeit (LMDR) bereitstellen. Die Linie BCD entspricht Raumtemperatur (RT), Linie AME entspricht TII,L (etwa 90 ºC), Linie KLF (etwa 175 ºC), und Linie IH entspricht TII,U (etwa 225 ºC) für Nylon-66-Polyamide oder etwa TM-40 ºC für weitere Polyamide. Die Linie AKJI entspricht der Gleichung: [1000/(TR +273)] ≥ K&sub1; - K&sub2;(RDR)D, die umgestellt werden kann, so daß sich die Beziehung: TR(ºC) ≤ [1000/(K&sub1; - K&sub2;(RDR)D)] - 273 ergibt, worin K&sub1; = 1000/(TII,L +273) + 12,5K&sub2; und K&sub2; = [1000/(TII,L + 273) - 1000/(TII,** + 273)]/0,3. Für die meisten Nylons betragen die Werte für K&sub1; und K&sub2; etwa 4,95, bzw. 1,75. Für Nylons mit niedrigeren Schmelzpunkten (Tm), wie Nylon 6 mit einem Schmelzpunkt, der etwa 40 ºC niedriger liegt als derjenige des Nylon-66-Homopolymeren, sind die Werte für TII,L und TII,** typischerweise niedriger und ergeben für K&sub1; und K&sub2; unterschiedliche Werte (siehe Figur 18 zum Vergleich der TMA-Kurven für hochgeschwindigkeitsgesponnene Nylon 6- und Nylon 66-Polymere).
Die Figuren 10 bis 13 sind repräsentative thermische Reaktionen der Nylon-Ausgangsgarne und zeigen ähnliche thermische Übergänge wie in Figur 6. Figur 10 (Linie A) ist eine Auftragung der dynamischen Schrumpfspannung (ST) unter den Bedingungen einer konstanten Länge bei einer Heizgeschwindigkeit von 30 ºC pro Minute in Abhängigkeit von der Temperatur, die bei der Temperatur Tg scharf ansteigt und bei TSTmax einen maximalen Wert erreicht und sodann scharf auf eine Temperatur abfällt, die hier als TII,L bezeichnet wird, und weiterhin weniger scharf zwischen TII,L und der Temperatur, die hier als TII,** bezeichnet ist, abfällt und sodann schneller abfällt. TSTmax steht häufig mit dem Einsetzen der Hauptbeweglichkeit der Polymerkette und der anschließenden Nukleierung in Beziehung. Die besonders bevorzugte Strecktemperatur (TD) liegt typischerweise zwischen Tg und TII,L. Die meisten Garne in den Beispielen wurden nahe bei TSTmax verstreckt. Figur 10 (Linie B) stellt die entsprechende Ableitung d(ST)/d(T) der dynamischen Schrumpfspannung (ST) in Abhängigkeit von der Temperatur (T) (Auftragung Linie A) dar. Die Auftragung der Ableitung B zeigt Minimalwerte, die ungefähr TII,L bzw. TII,** entsprechen, und besitzt ein breites Maximum, das ungefähr dem Temperaturbereich von TII,* bis Tc entspricht.
Figur 11 ist eine typische Auftragung der Schrumpfung, gemessen unter Verwendung des Lawson-Hemphill TYT durch stufenweises Erhöhen der Temperaturen von 70 ºC auf 150 ºC. Die Schrumpfung nimmt bei etwa 90 ºC scharf zu, was dem entspricht, das unter Verwendung des Du-Pont-TMA (siehe Figur 4) beobachtet wurde. Die Temperatur des scharfen Anstiegs der Schrumpfung ist mit der Temperatur TII,L verknüpft.
Figur 12 ist eine typische Auftragung des Logarithmus des dynamischen Moduls (E'), Linie A, und des entsprechenden Logarithmus des Verlustes tanδ, Linie B, in Abhängigkeit von der Temperatur, worin beide unter Verwendung eines Rheovibrons bei einer Aufheizgeschwindigkeit von 5 ºC pro Minute gemessen werden. Die charakteristischen thermischen Übergänge sind markiert und werden mit denjenigen verglichen, die in den Figuren 6 und 10 beobachtet wurden.
Figur 13 ist eine typische Auftragung der Änderung in dem Wärmefluß in Abhängigkeit von der Temperatur, wie gemessen durch Differentialabtastcalorimetrie (DSC). Eine eingeschobene Vergrößerung des Temperaturbereiches von 60 ºC auf 200 ºC zeigt drei thermische Übergänge, die TII,L, TII,* bzw. TII,** zugeschrieben werden. Der Beginn der Schmelzendotherme bei etwa 225 ºC für dieses Nylon-66-Garn steht mit TII,U in Beziehung und liegt etwa 40 ºC niedriger als der Schmelzpunkt TM.
Die Figuren 14 und 15 sind typische Auftragungen der dynamischen TMA-Dehnungsraten bei 300 mg/d Vorspannung in Abhängigkeit von der Temperatur für die kettverstreckten Garne der Beispiele IV-3 bzw. IV-10, worin die Garne von Beispiel IV-10 eine LMDR von > 6 und die Garne von Beispiel IV-3 eine LMDR von weniger als 6 besitzen, was der größeren Veränderlichkeit von (ΔL/ΔT) in Abhängigkeit von der Temperatur zwischen den Temperaturen A und D, insbesondere zwischen A und C (vergleiche Figur 1 gegenüber Figur 15) entspricht.
Die Figuren 16 und 17 stellen Auftragungen wichtiger Eigenschaften von ersponnenem Nylon-66-Garn in Abhängigkeit von der Spinngeschwindigkeit (Vs) dar, jedoch wird das allgemeine Verhalten auch für Nylon 6 gefunden. Figur 16 (Linie A) ist eine beispielhafte Auftragung des Reststreckverhältnisses ersponnener Nylon-66-Garne (RDR)s, ausgedrückt durch seinen reziproken Wert 1/(RDR)s (was ungefähr proportional ist zu dem Ausmaß der Molekülkettenverlängerung und häufig als Garn- Spinn-Streckverhältnis bezeichnet wird), in Abhängigkeit der Spinngeschwindigkeit (Vs), und es wird beobachtet, daß es linear mit zunehmender Spinngeschwindigkeit (Vs) über den Bereich von 1000 mpm bis etwa 4000 mpm zunimmt und anschließend linear mit einer geringeren Geschwindigkeit gegenüber der Spinngeschwindigkeit über den Bereich von etwa 4000 bis etwa 8000 mpm zunimmt. Der absolute Wert von (RDR)s schwankt bekanntlich beispielsweise mit der Polymer-RV und mit dem dpf, jedoch liegt die Bedeutung von Figur 16 Linie A in dem Übergang im Verhalten von (RDR)s bei etwa 4000 mpm. Oberhalb von etwa 4000 mpm ist im allgemeinen eine thermische/mechanische Stabilisierung erforderlich, um einen stabilen Garnkörper bereitzustellen. Unterhalb von etwa 4000 mpm muß das ersponnene Garn noch stabilisiert werden, um für das Kettstrecken einen geeigneten Garnkörper bereitzustellen (siehe Diskussion von Figur 1).
In Figur 16 (Linie B) nimmt die Dichte (p) mit zunehmender Spinngeschwindigkeit zu und nimmt oberhalb von etwa 4000 mpm stärker zu. Es wird gefunden, daß Ausgangsgarne mit einem (RDR)s des gesponnenen Garns von weniger als etwa 2,75, entsprechend einem Wert 1/(RDR)s von größer etwa 0,364, zum Verstrecken bevorzugt werden. Figur 16 deutet nicht allein einen Grund für das Erfordernis eines (RDR)s-Wertes von weniger als etwa 2,75 an.
Figur 17 (Linie A) ist eine repräsentative Auftragung der Längenänderung nach dem Kochen der ersponnenen Garne, denen es nicht erlaubt wurde, mehr als 24 Stunden in Abhängigkeit von der Spinngeschwindigkeit zu altern. Die ersponnenen Garne dehnen sich in kochendem Wasser bis zu etwa 2000 mpm aus (Region I). Zwischen etwa 2000 und etwa 4000 mpm dehnen sich die ersponnenen Garne in kochendem Wasser aus, jedoch in Abhängigkeit von der Spinngeschwindigkeit zu einem geringeren Ausmaß (Region II). Oberhalb von etwa 4000 mpm schrumpfen die ersponnenen Garne in kochendem Wasser (Region III).
In Figur 17 (Linie B) sind die entsprechenden Doppelbrechungswerte (Δn) für diese Garne in Abhängigkeit der Spinngeschwindigkeit aufgetragen. In Abhängigkeit von der Spinngeschwindigkeit wird eine Abnahme in der Zunahmegeschwindigkeit der Doppelbrechung bei etwa 2000 mpm beobachtet, wovon angenommen wird, daß sie mit dem Übergang im Verhalten in Region I und Region II zusammenhängt und dem Einsetzen einer durch Belastung hervorgerufenen Nukleierung auf dem Spinnband zuzuschreiben ist. Der Übergang zwischen den Regionen I und II entspricht ungefähr einem (RDR)s des ersponnenen Garns von weniger als etwa 2,75. Ausgangsgarne mit Eigenschaften des Garns wie ersponnen, die für die Region I kennzeichnend sind, können nicht "trocken" verstreckt werden, so daß sich eine LMDR von größer als 6 ergibt. Garne, die erfindungsgemäß verwendet werden, stammen aus den Regionen II und III und vorzugsweise aus der Region III, da beobachtet wird, daß Garne der Region III eine sehr geringe Empfindlichkeit gegenüber Feuchtigkeit auf Garn während der Appreturauftragung auf das Farbstoffniveau (MBB) besitzen, und ihre Garneigenschaften sind mit der Zeit der Lagerung stabiler.
Figur 18 ist eine repräsentative TMA-Auftragung der dynamischen Dehnungsraten (ΔL/ΔT) unter einer Spannung von 300 mg/d in Abhängigkeit von der Temperatur für verschiedene Ausgangsgarntypen: A = nominelles 50-RV-Nylon-66-Garn, ersponnen bei 5300 mpm und enthaltend 5 % Me5-6, B = Nylon- 66-Homopolymergarn, ersponnen bei 5300 mpm (Garn J von Beispiel I), C = Nylon-Copolymergarn, ersponnen bei 5300 mpm (Garn K von Beispiel I), D = teilweise verstrecktes Nylongarn (kennzeichnend für die Garne D-F von Beispiel I), B = nominelles 47-RV-Nylon-6-Homopolymergarn, ersponnen bei 5300 mpm. Nylon-6-Ausgangsgarne verschieben sich gegenüber Nylon-66-Ausgangsgarnen um etwa 20-30 ºC zu niedrigeren Temperaturen, was die maximale Entspannungstemperatur (TR)MAX für Nylon 6 um etwa 20-30 ºC gegenüber derjenigen für das Nylon-66-Homopolymer verringert.
Figur 19 ist eine repräsentative TMA-Auftragung der Schrumpfung (Δ Länge, %) in Abhängigkeit der Temperatur unter einer Spannung von 5 mg/d für verschiedene Garntypen. Die meisten Ausgangsgarne schrumpfen mit zunehmender Temperatur, insbesondere zwischen 40 ºC und 135 ºC, jedoch dehnt sich Garn A anfangs und schrumpft nur bei Temperaturen von über etwa 150 ºC. Garn A ist kein bevorzugtes Ausgangsgarn, da es nicht schrumpft, sondern sich zwischen 40 und 135 ºC (d.h. DL ) 0) dehnt, und ferner, da es gekennzeichnet ist durch eine positive Geschwindigkeit der Längenänderung, was im folgenden als "positive dynamische Schrumpfrate" (d.h. ΔL/ΔT ) 0, ºC) bezeichnet ist. Bevorzugte Ausgangsgarne zum Verstrecken besitzen über den Temperaturbereich von 40 ºC und 135 ºC eine negative dynamische Längenänderung und eine negative dynamische Schrumpfrate.
Figur 20 ist eine repräsentative Auftragung der Streckbelastung ( D), ausgedrückt als Gramm pro verstrecktem Denier in Abhängigkeit von dem Streckverhältnis bei 20 ºC, 45 ºC, 125 ºC und 175 ºC. Die Streckbelastung ( D) nimmt oberhalb des Fließpunktes linear mit den Streckverhältnis ab, und die Steigung wird hier als Streckmodul (MD) bezeichnet und ist durch (Δ D/ΔDR) definiert. Die Werte für Streckbelastung ( D) und Streckmodul (MD) nehmen mit steigender Strecktemperatur (TD) ab.
Figur 21 vergleicht die Streckbelastung ( D) in Abhängigkeit des Streckverhältnisses (DR) bei 75 ºC für verschiedene Ausgangsgarne (A = nominelles 65-RV-Nylon-66-Homopolymer, ersponnen bei 5300 mpm, B = nominelles 68-RV-Nylon-6,66- Copolymer, ersponnen bei 5300 mpm, C = nominelles 40-RV- Nylon-66-Homopolymer, ersponnen bei etwa 3300 mpm). Das gewünschte Maß an Streckbelastung ( D) und Streckmodul (MD) kann durch Auswahl des Ausgangsgarntyps und der Strecktemperatur (TD) kontrolliert werden. Bevorzugte Streck-Ausgangsgarne besitzen eine Streckbelastung ( D) zwischen etwa 1,0 und etwa 2,0 g/dd und einen Zugmodul (MD) zwischen etwa 3 und etwa 7 g/dd, wie gemessen bei 75 ºC und bei einem Streckverhältnis von 1,35 (DR), entnommen aus einer Auftragung der Streckbelastung ( D) in Abhängigkeit des Streckverhältnisses.
Figur 22 ist eine repräsentative Auftragung des Logarithmus des Streckmoduls ln(MD) in Abhängigkeit von [1000/(TD C + 273)] für die drei Garne in Figur 21. Die Steigung der linearen Beziehungen in Figur 22 wird als scheinbare Streckenergie (ED)A herangezogen, wobei eine Abhängigkeit vom Arrhenius-Typ von MD von der Temperatur (d.h. MD = Aexp(ED/RT), worin die T die Temperatur in ºKelvin ist, R die allgemeine Gaskonstante und "A" eine Materialkonstante darstellt). Bevorzugte Streck- Ausgangsgarne besitzen eine scheinbare Streckenergie (ED)A [= ED/R = Δ(lnMD)/Δ(1000/TD), worin TD in Grad Kelvin angegeben ist] zwischen etwa 0,2 und 0,6 (g/dd)/&sup0;K.
Figur 23 (Linie A) ist eine repräsentative Auftragung des Prozentsatzes der Farbstofferschöpfung (%B) für C.I. Acid Blue 122 in Abhängigkeit von der Färbetemperatur (ºC), mit einer Zunahme in der Farbstofferschöpfung, die bei etwa 57-58 ºC auftritt, was der Färbebadtemperatur entspricht, um eine Erschöpfung von etwa 15 % zu erreichen, die hier als Farbstoffübergangstemperatur TDYE bezeichnet ist. Figur 23 (Linie B) ist eine entsprechende Auftragung von Linie A, ausgedrückt als Erschöpfung in Prozent auf einer logarithmischen Skala in Abhängigkeit des reziproken Wertes der Temperatur des Färbebades, ausgedrückt als 1000/(T + 273). Die Farbstoffübergangstemperatur ist in der Auftragung von Log (%E) in Abhängigkeit von 1000/(T + 273) nicht so offensichtlich, jedoch erlaubt die geglättete fast lineare Beziehung eine exaktere Interpolation der Farbstoffübergangstemperatur (TDYE), im folgenden definiert als Temperatur T (ºC) bei einer Färbebad-Erschöpfung von 15 % (unter Verwendung von C.I. Acid Blue 122). Figur 24 ist eine repräsentative Auftragung von Färbebad-Erschöpfungskurven (C.I. Acid Blue 122) in Abhängigkeit von der Temperatur für vier kettverstreckte Garne, erstellt von Ausgangsgarn "G" in Tabelle I; Kurve A = 1,15X DR/TR bei 57 ºC und Kurve B = 1,15X DR/TR bei 177 ºC: Kurve C = 1,45X DR/TR bei 57 ºC und Kurve D = 1,45X DR/TR bei 177 ºC. Die Garne A, B und C besitzen TDYE-Werte von weniger als etwa 65 ºC und stellen Garne für gleichmäßig gefärbte Stoffe bereit, während Garn D einen TDYE-Wert von größer als 65 ºC besitzt und keine gefärbten Stoffe mit annehmbarer Gleichmäßigkeit bereitstellt, wenn sie mit großmoleküligen sauren Farbstoffen gefärbt werden.
Figur 25 ist eine repräsentative Auftragung der gemessenen Färbegeschwindigkeit (S&sub2;&sub5;) bei 25 ºC unter Verwendung eines großmoleküligen Farbstoffes C.I. Acid Blue 40, in Abhängigkeit von der Restdehnung der kettverstreckten Garne, die aus verschiedenen Ausgangsgarnen hergestellt wurden; worin Linie A zu einem Ausgangsgarn gehört, das mit mehr als etwa 4000 mpm ersponnen wurde (Region III in den Figuren 16 und 17), Linie B zu einem Ausgangsgarn gehört, das zwischen etwa 2500 und 4000 mpm ersponnen wurde (Region II in den Figuren 16 und 17) und Linie B zu einem Ausgangsgarn gehört, das mit weniger als 2000 mpm ersponnen wurde (Region I in den Figuren 16 und 17). Es wird beobachtet, daß die Färbegeschwindigkeit bei einer gegebenen Restdehnung mit der Spinngeschwindigkeit des Ausgangsgarns, das in dem Trockenstreck/Trockenentspannungs-Kettstreckverfahren verwendet wird, zunimmt. Verstreckte Garne von Ausgangsgarn C sind unter allen Streck- und Entspannungsverfahrensbedingungen ungleichmäßig, und es wird angenommen, daß ihre Ungleichmäßigkeit mit den anscheinend natürlichen niedrigeren Färbegeschwindigkeiten der verstreckten Garne aus Region I im Vergleich zu denjenigen der verstreckten Garne aus Ausgangsgarnen der Regionen II und III in Verbindung steht, und es wird gefunden, daß verstreckte Garne, die solche niedrigeren Färbegeschwindigkeiten besitzen, auch TDYE-Werte von über 65 ºC besitzen.
Figur 26 ist eine Auftragung der scheinbaren Porenmobilität (APM), die aus der Orientierung der amorphen Polymerkettensegmente in Abhängigkeit von dem scheinbaren Porenvolumen (APV) hervorgeht, das aus den Weitwinkel-Röntgenbeugungsaufzeichnungen für die verschiedenen in Tabelle 10 aufgeführten verstreckten Garne hervorgeht. Es wird gefunden, daß verstreckte Garne, die eine LMDR von wenigstens etwa 6 liefern, eine Kombination aus einer APM von größer als etwa 2 (Linie CC'B) und von größer als etwa (4,75 - 0,37 x 10&supmin;&sup4; APV) Linie ABCD und aus einem APV von größer als 4 x 10&supmin;&sup4; Å³ (Linie BB'G) aufweisen. Bevorzugte Garne besitzen eine APM von größer als 2 und von größer als (5-0,37 x 10&supmin;&sup4; APV) Linie A'B'C'D und ein APV von größer als 4x10&supmin;&sup4; Å³. Garne, die Kombinationen von APM und APV aufweisen, entsprechend der Region BGFEC und sind ebenfalls durch eine Farbstoffübergangstemperatur TDYE von weniger als etwa 65 ºC gekennzeichnet.
Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung noch und sollen nicht einschränkend sein. Garneigenschaften und Verfahrensparameter werden gemäß den folgenden Testverfahren gemessen. Teile und Prozentangaben beziehen sich, wenn nicht anders angegeben, auf das Gewicht.

TESTVERFAHRBN

Relative Viskosität (RV) des Polyamids wird gemessen, wie beschrieben in Spalte 2, 1. 42-51, in Jennings U.S.-Patentschrift Nr. 4 702 875.
Das Denier des Garns wird gemessen gemäß ASTM Bezeichnung D-1907-80. Das Denier kann mittels eines automatischen Schneide- und Wiegegerätes gemessen werden, wie mit demjenigen, das von Goodrich et al. in der U.S.-Patentschrift Nr. 4 084 434 beschrieben ist.
Zugeigenschaften (Reißfestigkeit, Modul und Reißfestigkeit) werden gemessen, wie beschrieben von Li in der U.S.-Patentschrift Nr. 4 521 484 in Spalte 2, 1. 61 bis Spalte 3,1. 6. Der Modul (M), oft als "Anfangsmodul" bezeichnet, wird aus der Steigung des ersten einigermaßen geraden Teils einer Last-Dehnungskurve erhalten, wobei die Spannung auf der Y-Achse gegen die Dehnung auf der X-Achse aufgetragen wird. Der Modul am Schnittpunkt bei 5 % Soannung (M5) wird definiert durch das Verhältnis von (Reißlänge/0,05)x100, worin die Reißlänge bei 5 % Dehnung gemessen wird.
Die Garntemperatur wird gemessen durch ein kontaktloses Verfahren unter Verwendung eines Infrarotmikroskops unter Anwendung von des von Zieminsiki und Spruiell, J. Appl. Polymer Science, 35, 223, 2245 (1988) und von Bheda und Spruiell, J. Appl. Polymer Science, 39, 447-463 (1990) beschriebenen Verfahrens. Die Temperatur der Apparatur, die hier beschrieben ist, z.B. Walzen etc., wird mit Standard- Thermoelementen gemessen.
Kochschrumpfung (BOS). Das folgende Entspannte-Strang-Verfahren wird für die Ausgangsgarne, die in dieser Anmeldung beschrieben sind, verwendet und mißt die Änderung der Länge als Prozent der ursprünglichen Länge eines Garnstrangs beim Eintauchen in kochendes Wasser. Die Garnstränge werden auf einer Standard-Denierhaspel von 1-1/8 Metern Durchmesser hergestellt. Die Anzahl der Wicklungen auf der Haspel wird bestimmt durch das Gewicht, das zur Messung der Stranglänge verwendet wird. Das Gewicht sollte wie folgt sein:
< 30 Denier -- 100 g;
30-100 Denier -- 250 g;
> 100 Denier -- 500 g.
Die Anzahl von Wicklungen ist diejenige, die erforderlich ist, um eine Last von 55 mg/Denier zu ergeben und wird aus der folgenden Formel berechnet:
R = 1000W/2LD
worin R = Anzahl der Wicklungen, die auf die nächste ganze Zahl aufgerundet sind;
W = Gewicht in Gramm;
D = Denier;
L = Last = 55 mg/Denier.
Die Stränge werden durch Aufhängen an einem Haken und Anhängen des Gewichts geglättet. Die Länge der Stränge wird bis auf den nächsten Millimeter genau gemessen und als L1 angegeben. Sodann werden die Stränge in ein Mulltuch eingehüllt und 20±1 min lang bei 98±1 ºC in einen Topf zum Kochen gegeben. Die Stränge werden aus dem Bad genommen und an der Luft trocknen gelassen. Die Stranglänge nach dem Kochen L2 wird durch dasselbe Verfahren wie L1 gemessen. Die Kochschrumpfung wird berechnet als:
% BOS = (L1 - L2) x 100/L1
Kochschrumpfung (BOS). Das folgende Schlingenverfahren wird zur Messung der Kochschrumpfung der kettverstreckten Garne verwendet. Das Garn wird zu einer Schlinge geschlungen, die eine Länge von etwa 50 cm besitzt. Die Länge der Schlinge wird unter einer Last von 0,05 g/d unter Verwendung eines Meßstabes gemessen. Die Last wird entfernt, und die Schlinge wird mit einer Last von etwa 0,6 g in kochendes Wasser gegeben, um zu verhindern, daß sie schwimmt und sich im Wasser verheddert. Die Schlinge wird an der Luft getrocknet, und die Länge wird erneut unter einer Last von 0,05 g/d gemessen. Die Kochschrumpfung wird wie folgt berechnet:
BOS = Länge vor Kochen - Länge nach Kochen/Länge vor Kochen x 100
Thermofixierungsschrumpfung nach Kochen (HSS/ABO) wird gemessen, indem ein Strang von Testgarn in kochendes Wasser eingetaucht wird und es anschließend in einen heißen Ofen gegeben und die Schrumpfung gemessen wird. Insbesondere wird ein Gewicht von 500 g an einen 3000-Denier-Strang des Testgarnes (6000-Denier-Schlinge) angehängt, so daß die Kraft des Garnes 83 mg/Denier beträgt, und die Stranglänge wird gemessen (L1). Das 500-g-Gewicht wird durch ein 30-g-Gewicht ersetzt, und der beschwerte Strang wird 20 Minuten lang in kochendes Wasser eingetaucht, entnommen und 20 Minuten lang an der Luft trocknen gelassen. Der Strang wird sodann 4 Minuten lang in einem Ofen bei 175 ºC aufgehängt, herausgenommen, das 30-g-Gewicht wird durch ein 500-g-Gewicht ersetzt, und die Stranglänge wird gemessen (L2). Die "Thermofixierungsschrumpfung nach dem Kochen" wird durch die Formel berechnet: Thermofixierungsschrumpfung nach Kochen (%) = L1 - L2/L1 x 100
Die Thermofixierungsschrumpfung nach dem Kochen (HSS/ABO) ist typischerweise größer als BOS, d.h. die Garne schrumpfen unter einer DHS bei 175 ºC ABO weiter, was zur Erzielung einer gleichmäßigen Färbung und Appretur bevorzugt wird.
Statische Schrumpfunp unter trockener Hitze (DHS90 und DHS135) werden gemessen durch das Verfahren, das in der U.S.-Patentschrift Nr. 4 134 882, Spalte 11, 11., 42-45, beschrieben ist, außer daß die Ofentemperaturen 90 ºC, 135 ºC bzw. 175 ºC anstelle von 160 ºC betragen.
Gleichmäßigkeit von saurem großmoleküligem Farbstoff (LMDR) Die Garne wurden zu einer Trikotware verstrickt, wobei eine 32-Gauge-Trikotstrickmaschine verwendet wurde, und wurden durch das folgende Verfahren unter Verwendung von entweder C.I. Acid Blue 122 oder C.I. Acid Blue 80 gefärbt:
Dieses Verfahren wird angewendet, um kleine Mengen (ca. 1-3 Yards) Stoff zu färben. Eine abgewogene Menge Stoff wird zu 30 Litern Wasser bei 110 ºF in eine Cook-Waschmaschine gegeben. Zu diesem Bad werden 3 g Merpol HCS (ein flüssiges nichtionisches Waschmittel, verkauft von E.I. Du Pont de Nemours and Company) und 3 g 10 % Ammoniumnydroxid gegeben. Die Badtemperatur wird mit 3 ºF/Minute auf 160 ºF angehoben, und die Waschmaschine von Cook wird 15 Minuten lang laufen gelassen. Anschließend wird das Bad entleert und sorgfältig abgelassen, und 30 Liter Wasser werden hinzugegeben. Die Temperatur wird auf 80 ºF eingestellt, und 0,5 Gew.-% Stoff mit Merpol DA (ein nichtionisches oberflächenaktives Mittel, verkauft von E.I. Du Pont de Nemours and Company), wird zugegeben. Das Bad wird 5 Minuten lang bewegt, um ein Mischen zu ermöglichen, und 2 Gew.-% Stoff mit MSP (monobasisches Natriumphosphat) wird zugegeben. Der pH-Wert des Bades wird mit Essigsäure auf 6,0 eingestellt. Anschließend werden 6 Gew.-% Stoff mit Ammoniumsulfat zugegeben, und das Bad wird 5 Minuten bewegt, bevor 1,0 Gew.-% Stoff mit Anthrachinon Milling Blue BL (C.I. Acid Blue 122) von Du Pont oder mit Sandolin Milling Blue N-BL (C.I. Acid Blue 80) zugegeben wird. Das Bad wird 5 Minuten lang bewegt, und die Badtemperatur wird sodann mit 3 ºF/min auf 212 ºF angehoben. Nach dem Bewegen des Bades für 60 Minuten wird der pH-Wert gemessen. Wenn der pH-Wert > 5,7 ist, so wird er auf 5,5 eingestellt und noch weitere 30 Minuten bewegt. Das Bad wird sodann auf 170 ºF abgekühlt, entleert und sorgfältig mit klarem Wasser gespült. Der Stoff wird aus dem Bad genommen und getrocknet.
Die Garne in den Stoffen wurden hinsichtlich der LMDR wie folgt bewertet:
Stoffmuster (volle Breite, d.h. ungefähr 60 in. breit und 20- 60 in. lang) wurden in einem Raum mit diffuser Fluoreszenzbeleuchtung auf einen großen Tisch gelegt, der mit einem dunklen schwarzen Kunststoff bedeckt war. Der Stoff wird auf einer Skala von 1 bis 10 durch ein Expertenpanel bewertet (die Bewertungen von 5 bis 7 Experten werden gemittelt), wie nachstehend ausführlicher beschrieben, wobei eine Computersimulation von Stoffsträngen verwendet wurde, die in den Figuren 23-32 als Richtlinie gezeigt sind.
Die gewählten Bewertungen auf der Bewertungsskala lauten:
10 = kein Fehler sichtbar, absolut gleichmäßig;
8 = kleinere Unebenheiten werden beobachtet, jedoch schwer nachzuweisen, annehmbar für fast alle Endanwendungen;
7 = gut;
6,5 = annehmbar für sehr kritische Kettenwirkwaren, wie diejenigen, die für Schwimmbekleidung verwendet werden,
6 = Unebenheit bemerkbar, verwendbar für die meisten Kleidungsstücke;
5 = unannehmbar, außer für Kleidung zweiter Wahl
4 = Unebenheit stark sichtbar, zu uneben für jegliche Kleidung und
2 = extrem uneben, äußerst fehlerhaft;

MBB-Färbbarkeit

Für den MBB-Färbetest wird eine Serie von 42 Garnproben, wobei jede Probe 1 g wiegt, hergestellt, vorzugsweise durch Ausstoßen des Garns auf kleine Teller. Neun Proben stellen Kontrollen dar; der Rest dient dem Test.
Sodann werden alle Proben gefärbt, indem sie in 54 l einer wäßrigen Farbstofflösung getaucht wurden, die aus 140 ml einer Standard-Pufferlösung und 80 ml 1,22 % Anthrachinon Milling Blue BL (abgekürzt MBB) (C.I. Acid Blue 122) bestand. Der End-pH-Wert des Bades beträgt 5,1. Die Lösungstemperatur wird mit 3-10 ºC/min von Raumtemperatur auf TDYE (Farbstoffübergangstemperatur, die diejenige Temperatur darstellt, bei der eine scharfe Zunahme in der Farbstoffaufnahmegeschwindigkeit auftritt) angehoben und bei dieser Temperatur 3-5 Minuten lang gehalten. Die gefärbten Proben werden gespült, getrocknet und die Farbstofftiefe durch ein Reflexionscolorimeter gemessen.
Die Farbstoffwerte werden bestimmt, indem die K/S-Werte aus den Reflexionsablesungen berechnet werden. Die Gleichungen lauten:
MBB-Färbbarkeit = K/S-Probe/K/S-Kontrolle x 180 und K/S = (1-R)²/2R,
wenn R = Reflexionswert. Der 180-Wert wird angewendet, um die Kontrollproben-Färbbarkeit einzustellen und auf eine bekannte Grundlage zu normieren.

ABB-Färbbarkeit

Eine Serie von Proben wird auf dieselbe Weise wie für die MBB-Färbbarkeit hergestellt. Sodann werden alle Proben gefärbt, indem sie in 54 l einer wäßrigen Farbstofflösung eingetaucht werden, die besteht aus 140 ml Standard-Pufferlösung, 100 ml 10 % Merpol LFH (flüssiges nichtionisches Detergens von E.I. Du Pont de Nemours and Co.) und 80-500 ml 0,56 % ALIZARINE CYANINE BLUE SAP (abgekürzt ABB) (C.I. Acid Blue 45). Der End-pH des Bades beträgt 5,9. Die Lösungstemperatur wird mit 3-10 ºC/min von Raumtemperatur auf 120 ºC angehoben und bei dieser Temperatur 3-5 Minuten gehalten. Die gefärbten Proben werden gespült, getrocknet und im Hinblick auf die Farbtiefe durch ein Reflexionscolorimeter gemessen.
Die Farbstoffwerte werden bestimmt, indem die K/S-Werte aus den Ablesungen der Reflexion berechnet werden. Die Gleichungen lauten:
2ABB-Färbbarkeit = K/S-Probe/K/S-Kontrolle x 180 und K/S = (1-R)²/2R,
wenn R = Reflexionswert. Der 180-Wert wird angewendet, um die Kontrollproben-Färbbarkeit auf eine bekannte Grundlage einzustellen und zu normieren.
% CV von K/S, gemessen an Stoffen, liefert einen Indikator für die LMDR. Eine hohe LMDR entspricht niedrigen K/S-Werten. Ein geringer Prozentsatz von CV der K/S-Werte ist wünschenswert.
Die Farbstoffübergangstemperatur ist diejenige Temperatur während des Färbens, bei der sich die Faserstruktur ausreichend öffnet, um eine plötzliche Zunahme in der Geschwindigkeit der Farbstoffaufnahme zu ermöglichen. Sie ist verknüpft mit der Glastemperatur des Polymeren, der thermomechanischen Geschichte der Faser und der Größe und Konfiguration des Farbstoffmoleküls. Darum kann sie für einen bestimmten Farbstoff als direktes Maß der "Poren-Größe" der Faser angesehen werden.
Die Farbstoffübergangstemperatur kann für den Farbstoff C.I. Acid Blue 122 wie folgt bestimmt werden. Vorwaschen des Garns in einem Bad, das 800 g Bad pro g Garnprobe enthielt. Zugabe von 0,5 g/l Tetranatriumpyrophosphat (TSPP) und von 0,5 g/l Merpol (R) HCS. Steigerung der Badtemperatur mit einer Geschwindigkeit von 3 ºC/min, bis die Badtemperatur 60 ºC beträgt, Halten für 15 Minuten bei 60 ºC, dann Abspülen. Zu beachten ist, daß die Vorreinigungstemperatur die Farbstoffübergangstemperatur der Faser nicht übersteigen darf. Falls die Farbstoffübergangstemperatur zu nahe an der Reinigungstemperatur zu liegen scheint, sollte das Verfahren bei einer niedrigeren Reinigungstemperatur wiederholt werden. Einstellen des Bades auf 30 ºC und Zugabe von 1 Gew.-% Stoff mit C.I. Acid Blue 122 und 5 g/l monobasisches Natriumphosphat. Einstellen des pH-Wertes auf 5,0 unter Verwendung von MSP und Essigsäure. Zugabe der Garnproben und Anheben der Badtemperatur auf 95 ºC mit einer Geschwindigkeit von 3 ºC/min.
Mit jedem Anstieg um 5 ºC in der Badtemperatur werden dem Färbebad flüssige Farbstoffproben von ca. 25 ml entnommen. Abkühlen der Proben auf Raumtemperatur und Messen der Absorption einer jeden Probe bei der maximalen Absorption von etwa 633 nm in einem Spektrophotometer unter Verwendung von Wasser als Referenz. Berechnen der Farbstofferschöpfung in % und Auftragen der Farbstofferschöpfung gegen die Färbebadtemperatur. Ziehen von sich schneidenden Linien entlang eines jeden geraden Teils der Kurve. Der Schnittpunkt stellt die Farbstoffübergangstemperatur dar. Zur Verbesserung der Reproduzierbarkeit der Messung ist es vorzuziehen, die Farbstoffübergangstemperatur bei einer Farbstofferschöpfung von 15 % zu messen. Die Farbstoffübergangstemperatur (TDYE) gibt ein Maß für die Offenheit der Faserstruktur an. Für kettverstreckte Garne betragen die bevorzugten Werte für TDYE weniger als etwa 65 ºC, insbesondere weniger als etwa 60 ºC.
Der Denier-Schwankungsanalysator (DVA) ist ein Kapazitäts- Meßinstrument, das dasselbe Prinzip wie der Uster anwendet, um die Längsfaden-Denierschwankung zu messen. Der DVA mißt die Änderung in Denier jeweils 1/2 Meter über eine Probenlänge von 240 Meter und gibt aus diesen Messungen CV in %. Ferner gibt er die Denier-Streuung in % an, die den Durchschnitt von hohem minus niedrigem Wert für acht 30-Meter- Proben darstellt. Die unter Verwendung des DVA gemessenen Werte in den Tabellen sind als Schwankungskoeffizient (DVA %CV) angegeben.
Dynamisch-mechanische Analyse Die Tests werden gemäß dem folgenden Verfahren vorgenommen. Ein "Rneovibron" DDV-IIc, ausgestattet mit einem "Autovibron"-Computersatz von Imass, Inc., Hingham MA und einem IMC-1-Ofen, ebenfalls von Imass, Inc., werden verwendet. Es werden Standard-Probenträgerstäbe aus Edelstahl und Faserklemmen, ebenfalls von Imass, Inc., verwendet. Das Computerprogramm, das mit dem Autovibron geliefert wurde, wurde modifiziert, so daß eine konstante auswählbare Aufheizgeschwindigkeit und eine statische Spannung auf der Probe über den Temperaturbereich von -30 bis 220 ºC aufrechterhalten werden kann. Es wurde ferner so modifiziert, daß es die statische Spannung, die Zeit und die aktuelle Probenlänge ausdruckt, sobald ein Datenpunkt genommen wird, so daß die Konstanz von Spannung und Aufheizgeschwindigkeit bestätigt und die Schrumpfung in Abhängigkeit von der Temperatur bei konstanter Belastung gemessen werden kann. Dieses Computerprogramm enthält für die Klemmenmasse und die Lastzellen-Nachgiebigkeit keine Korrekturen, und sämtliche Vorgänge und Berechnungen, außer den oben beschriebenen, sind wie von Imass mit dem Autovibron geliefert.
Für Tests mit den erfindungsgemäßen Proben wird eine statische Spannung, entsprechend 0,1 g pro Denier (bezogen auf das Vortest-Denier), angewendet. Es wird eine Heizgeschwindigkeit von 1,4 ± 0,1 ºC/Minute angewendet, und die Testfrequenz beträgt 110 Hz. Die Computerausrüstung nimmt ungefähr alle 1,5 Minuten eine Ablesung, jedoch ist dies aufgrund der schwankenden Zeit, die für den Computer erforderlich ist, um die statische Spannung durch Einstellung der Probenlänge konstant zu halten, nicht konstant. Die Ausgangs- Probenlänge beträgt 2,0 ± 0,1 cm. Der Test wird über den Temperaturbereich von -30 ºC bis 230 ºC laufen gelassen. Das Proben-Denier wird auf 400 ± 30 eingestellt, indem das Garn gefaltet oder geteilt wird, um zu gewährleisten, daß in der Mitte des Lastzellenbereiches dynamische und statische Kräfte vorhanden sind.
Die Lage (d.h. die Temperatur) der tanδ- und E"-Maxima wird durch das folgende Verfahren bestimmt. Zunächst wird die ungefähre Lage eines Maximums aus einer Auftragung des geeigneten Parameters in Abhängigkeit von der Temperatur bestimmt. Die endgültige Position des Maximums wird bestimmt durch Anpassen der kleinsten Quadrate an ein Polynom zweiter Ordnung über einen Bereich von ± 10-15 ºC bezüglich dieser geschätzten Position, wobei angenommen wird, daß die Temperatur die unabhängige Variable ist. Die Spitzentemperatur wird als Temperatur des Maximums dieses Polynoms herangezogen. Übergangstemperaturen, d.h. die Temperatur der Wendepunkte, werden gleichermaßen bestimmt. Der geeignete Wendepunkt wird aus einer Auftragung bestimmt. Dann werden genügend Datenpunkte zur Abdeckung des Übergangs von einem scheinbaren Plateau zu einem anderen an ein Polynom dritter Ordnung angepaßt, wobei die Temperatur als unabhängige Variable betrachtet wird. Die Übergangstemperatur wird als Wendepunkt des resultierenden Polynoms herangezogen. Die Temperatur des E"-Maximums (TEUmax) um 100 ºC (siehe Figur 12) wird als Indikator der α-Übergangstemperatur (TA) herangezogen, und es ist wichtig, daß diese für eine gleichmäßige Färbbarkeit als niedriger Wert (d.h. weniger als 100 ºC, vorzugsweise weniger als 95 ºC, insbesondere weniger als 90 ºC) vorliegt.
Das Schmelzverhalten einschließlich der Anfangsschmelzgeschwindigkeit wird durch ein Differentialabtastcalorimeter (DSC) oder einen Differentialthermoanalysator (DTA) gemessen. Für diese Messung sind mehrere Instrumente geeignet. Eines davon ist der Thermoanalysator von Du Pont, hergestellt von E.I. Du Pont de Nemours und Company, Wilmington, DE. Proben von 3,0±0,2 mg werden in Aluminiumkapseln mit Deckel gegeben und in einer Falzvorrichtung, die von dem Instrumenthersteiler geliefert wurde, gefalzt. Zur Messung des Schmelzpunktes (TM) werden die Proben mit einer Geschwindigkeit von 20 ºC pro Minute erhitzt, und eine Geschwindigkeit von 50ºC pro Minute wird verwendet, um Niedertemperaturübergänge nachzuweisen, die normalerweise aufgrund der schnellen Rekristallisation während des Erhitzens des Garns nicht sichtbar wären. Das Erhitzen findet unter einer Stickstoffatmosphäre (Einlaßfluß von 43 ml/min) statt, wobei eine glockenförmige Glasabdeckung verwendet wird, die von dem Instrumenthersteller bereitgestellt wird. Nachdem die Probe geschmolzen ist, wird die Abkühlexotherme durch Abkühlen der Probe mit 10 ºC pro Minute unter der Stickstoffatmosphäre bestimmt. Der Schmelzpunkt des Nylon-66-Homopolymeren beträgt typischerweise 260-262 ºC und wird, wie durch Zugabe von N6 und Me-5,6, um etwa 1 ºC/1 Gew.-% Copolyadipamide gesenkt. Der Schmelzpunkt des Nylon-6-Homopolymeren beträgt typischerweise 222ºC (d.h. etwa 40 ºC niedriger als derjenige von Nylon 66) und kann durch Zugabe von Copolyamiden mit höherem Schmelzpunkt, wie durch Zugabe von N66 angehoben werden.
Der Verschlingungsgrad des Polyamidgarns wird durch die Nadeleinführtechnik gemessen, die im Grunde genommen das Einführen einer Nadel in ein sich bewegendes Garn umfaßt und die Garnlänge (in cm) zwischen dem Punkt auf dem Garn, an dem die Nadel eingeführt worden ist, und einem Punkt auf dem Garn, an dem eine vorbestimmte Kraft auf die Nadel erreicht wird, mißt. Für Garne von einem Denier von > 39 beträgt die vorbestimmte Kraft 15 g, für Garne von einem Denier ≤ 39, beträgt die vorbestimmte Kraft 9 g. Es wird 20mal abgelesen. Für jede Länge zwischen Punkten wird auf die ganze Zahl aufgerundet, die Dezimalstelle entfällt, Daten von Null werden nicht herangezogen, und der log zur Basis 10 wird von der ganzen Zahl genommen und mit 10 multipliziert. Dieses Ergebnis für jede der zwanzig Ablesungen wird gemittelt und als Verschlingungsgrad angegeben.
Die Menge an &epsi;-Caproamidmonomer (N6 % hier in den Tabellen) in dem Nylon-6-6 wird wie folgt bestimmt: eine abgewogene Nylonprobe wird hydrolysiert (durch Rückflußkochen in 6 N HCl), anschließend wird 4-Aminobuttersäure als interner Standard zugegeben. Die Probe wird getrocknet, und die Carbonsäureenden werden methyliert (mit wasserfreier methanolischer 3 N HCl), und die Aminenden werden mit Trifluoressigsäureanhydrid/CH&sub2;Cl&sub2; in einem Volumenverhältnis von 1/1 trifluoracetyliert. Nach dem Verdampfen des Lösungsmittels und van überschüssigen Reagentien wird der Rückstand in MeOH aufgenommen und unter Verwendung eines Gaschromatographen, wie eines Hewlett-Packard-5710A, käuflich erhältlich von Hewlett Packard Co., Palo Alto, CA, mit einem Flammenionisationsdetektor unter Verwendung einer Glassäule, Supelco 6 Fuß x 4 mm ID, gepackt mit 10 % SP2100 auf 80/100 Supelco, käuflich erhältlich von Supelco Co., Bellefonte, PA, chromatographiert. Für diese Messung sind viele gaschromatographische Instrumente, Säulen und Trägermaterialien geeignet. Das Flächenverhältnis des derivatisierten 6-Aminocapronsäurepeak zu dem derivatisierten 4-Aminobuttersäurepeak wird anhand einer Eichkurve in mg Nylon 6 umgewandelt, und der Gewichtsprozentsatz an Nylon 6 wird sodann berechnet.
Die Menge an Me5-6 in Gewichtsprozent (angegeben als Prozent MPMD in den Tabellen) wird bestimmt, indem 2 g des Polymeren in Form von Flocke, Film, Faser oder in einer weiteren Form (wobei Oberflächenmaterialien, wie Appreturen, entfernt werden) bei 100 ºC über Nacht in einer Lösung erhitzt werden, die 20 ml konzentrierte Chlorwasserstoffsäure und 5 ml Wasser enthält. Die Lösung wird sodann auf Raumtemperatur abgekühlt, Adipinsäure fällt aus und kann entfernt werden. (Wenn TiO&sub2; vorhanden ist, sollte es durch Filtrieren oder Zentrifugieren entfernt werden). 1 ml dieser Lösung wird mit 1 ml 33 % Natriumhydroxid in Wasser neutralisiert. 1 ml Acetonitril wird zu der neutralisierten Lösung gegeben, und das Gemisch wird geschüttelt. Es bilden sich zwei Phasen. Die Diamine (MPMD und HMD) stellen die obere Phase dar. 1 ul dieser oberen Phase wird durch Gaschromatographie analysiert, beispielsweise indem die Kapillar-Gaschromatographie mit einer 30 m hohen DB-5-Säule (95 % Dimethylpolysiloxan/5 % Diphenylpolysiloxan) angewendet wird, obwohl weitere Säulen und Trägermaterialien für diese Messung geeignet sind. Ein geeignetes Temperaturprogramm ist 100 ºC für 4 Minuten, sodann Erhitzen mit einer Geschwindigkeit von 8 ºC/min bis auf 250 ºC. Die Diamine eluieren in etwa 5 Minuten von der Säule, wobei MPMD zuerst eluiert. Der Gewichtsprozentsatz MPMD wird aus dem Verhältnis der integrierten Flächen unter den Peaks für MPMD und HMD berechnet, und ME5-6 in Gew.-% wird aus dem Gewichtsprozentsatz von MPMD berechnet.
Streckspannung (DT33%), ausgedrückt als Gramm pro ursprünglichem Denier, wird gemessen, während das zu testende Garn unter Erhitzen verstreckt wird. Dies wird am zweckmäßigsten durchgeführt, indem das Garn von einem Satz Quetschwalzen, die bei einer Oberflächengeschwindigkeit von ungefähr 180 m/min rotieren, bei 185 ± 2 ºC (charakteristisch für die erreichte Austrittstemperatur bei der Hochgeschwindigkeitstexturierung), durch ein zylindrisches Heizrohr, das einen Durchmesser von 1,3 cm und einen 1 m langen Garn-Laufweg besitzt, anschließend einem zweiten Paar von Quetschwalzen, die schneller als das erste Paar rotieren, zugeführt wird, so daß das Garn zwischen den Paaren von Quetschwalzen mit einem Streckverhältnis von 1,33X verstreckt wird. Ein herkömmliches Tensiometer, das zwischen dem Heizrohr und dem ersten Paar von Quetschwalzen angeordnet ist, mißt die Garnspannung. Der Variationskoeffizient wird statistisch aus wiederholten Ablesungen bestimmt. Frisch ersponnenes Garn wird 24 Stunden lang gealtert, bevor diese Messung erfolgt. Die Streckspannung und das Streckverhältnis von 1,05 (DT 5 %) werden auf dieselbe Weise gemessen, außer daß das Streckverhältnis 1,05X anstelle von 1,33X beträgt und daß die Heizrohrtemperatur 135 ºC anstelle von 185ºC beträgt. Unter Anwendung dieser Einstellungen wird der durchschnittliche Modul(M&sub5;) durch die Formel
)[M&sub5;]/[Denier])/5 x100
berechnet (Durchschnittswerte sind in Klammern angegeben). Der Variationskoeffizient in % von M&sub5; wird ebenfalls auf diese Weise erhalten.
Zugspannung bei Streckverhältnis von 1,00 (hier als "Längsfaden-Schrumpfspannung" bezeichnet) wird auf dieselbe Weise wie DT 5 % gemessen, außer daß das Streckverhältnis 1,00X und die Heizrohrtemperatur 75 ºC beträgt.
Zugspannung bei Reststreckverhältnis von 1,20 (DT RDR = 1,2) wird auf dieselbe Weise wie DTS erhalten, außer daß das Streckverhältnis auf dem Reststreckverhältnis von 1,20x basiert, d.h.
Streckverhältnis = 100 + EB (in Prozent)/120
der Variationskoeffizient in % wird ebenfalls unter Anwendung dieser Daten berechnet.
Die dynamische Schrumgfspannung (ST) wird gemessen unter Verwendung eines Kanebo-Belastungstesters, Modell KE-2L, hergestellt von Kanebo Engineering, Ltd., Osaka, Japan, und vertrieben in den USA von Toyomenka America, Inc., Charlotte, North Carolina. Die Spannung in Gramm wird in Abhängigkeit von der Temperatur an einer Garnprobe von 7 cm gemessen, die zu einer Schlinge gebunden und zwischen zwei Schlingen unter einer anfänglichen Vorlast von 5 mg pro Denier angebracht war, und wurde bei 30 ºC pro Minute von Raumtemperatur bis 260 ºC erhitzt. Die maximale Schrumpfspannung (g/d) (STmax) und die Temperatur bei STmax, bezeichnet durch TSTmax, werden aufgezeichnet. Es können weitere thermische Übergänge nachgewiesen werden (siehe ausführliche Diskussion von Figur 10).
Die dynamische Längenänderung (ΔL) eines Garn unter einer Vorspannungslast in Abhängigkeit der steigenden Temperatur (ΔT) wird unter Verwendung des thermomechanischen Analysators (TMA) von Du Pont, Modell 2940, erhältlich von E.I. Du Pont de Nemours and Company, Inc., Wilmington, Delaware, gemessen. Die Änderung der Garnlänge (ΔL, %) in Abhängigkeit von der Temperatur (ºC) wird an einem Garn von 12,5 mm Länge gemessen, das 1) vorsichtig zwischen zwei preß-eingepaßten Aluminiumbällchen angeordnet ist, während sämtliche einzelnen Filamente gerade und unbelastet gehalten werden, wobei die abgeschnittenen Filamentenden außerhalb der Bällchenbefestigungen verschmolzen werden, wobei eine Mikrolötvorrichtung verwendet wurde, um einen Schlupf der einzelnen Filamente zu verhindern, 2) mit einer Ausgangslast von 5 mg/Denier zur Messung der Schrumpfung und von 300 mg/Denier zur Messung der Dehnung vorbelastet ist, 3) mit 50 ºC pro Minute von Raumtemperatur auf 300 ºC erhitzt wird, wobei die Garnlänge bei 35 ºC als Ausgangslänge definiert wird. Die Längenänderung (ΔL, %) wird alle 2 Sekunden (d.h. alle 1,7 Grad) gemessen und digital aufgezeichnet und sodann in Abhängigkeit von der Prüfkörpertemperatur aufgetragen. Eine durchschnittliche Beziehung wird anhand von wenigstens drei repräsentativen Auftragungen definiert. Bevorzugte Streck-Ausgangsgarne besitzen unter einer Spannung von 5 mg/d über dem Temperaturbereich von 40 ºC bis 135 ºC eine negative Längenänderung (d.h. die Garne schrumpfen).
Die augenblickliche Längenänderung in Abhängigkeit von der Temperatur (ΔL, %)/(ΔT, ºC), hier als dvnamische Schrumpfrate bezeichnet, unter den Schrumpfbedingungen (5 mg/d) und die dynamische Dehnungsrate unter den Dehnungsbedingungen (300 mg/d) leitet sich von den ursprünglichen Daten anhand einer gesonderten Durchschnittsberechnung ab und wird in Abhängigkeit von der Prüfkörpertemperatur erneut aufgetragen. Bevorzugte Streck-Ausgangsgarne besitzen über den Temperaturbereich von 40 ºC bis 135 ºC eine negative dynamische Schrumpfgeschwindigkeit (d.h. die Garne dehnen sich nach dem anfänglichen Schrumpfen nicht). Es wird gefunden, daß unter Dehnungsbedingungen (300 mg Vorspannungslast), der Wert von (ΔL/(T) mit zunehmender Temperatur zunimmt und einen zwischenzeitlichen maximalen Wert bei etwa 110-140 ºC erreicht und leicht auf Werte bei etwa 160-200 ºC abnimmt und sodann im Wert scharf zunimmt, wenn das Garn vor dem Schmelzen zu erweichen beginnt (siehe Figur 7). Das zwischenzeitliche Maximum in ΔL/T, das zwischen etwa 110-140 ºC auftritt, wird hier (ΔL/T)max genannt und wird als Maß für die Mobilität des Polymernetzwerks unter Belastung und hohen Temperaturen herangezogen. Bevorzugte Ausgangsstreckgarne besitzen einen (ΔL/T)max-Wert, wie gemessen bei 300 mg/d, von weniger als etwa 0,2 (%/ºC), vorzugsweise von weniger als etwa 0,15 (%/ºC) und größer als etwa 0,05 %/ºC.
Eine weitere wichtige Eigenschaft eines polymeren Netzwerks besteht in der Empfindlichkeit seines (ΔL/ΔT)max-Wertes mit zunehmender Belastung, die definiert ist als Tangente der Auftragung von (ΔL/ΔT)max in Abhängigkeit von d bei einem d-Wert von 300 mg/d (bezeichnet mit d(ΔL/ΔT)max/d D) und an getrennten Prüfkörpern bestimmt wird, die mit 3 mg/d bis 500 mg/d vorbelastet sind (siehe Figuren 5 und 6). Zur Charakterisierung wird ein Belastungswert von 300 mg/d gewählt, da er sich dem nominellen Belastungsnviveau in der Streck- und Spannungszone (d.h. zwischen den Walzen 17 und 18 in Figur 2) annähert.
Die Heißstreckbelastung ( D) in Abhängigkeit der Streckverhältnis-Kurve wird angewendet, um die Reaktion eines verstreckten Ausgangsgarnes gegenüber einem zunehmenden Streckverhältnis (DR) und einer zunehmenden Strecktemperatur (TD) zu simulieren. Die Streckbelastung ( D) wird genauso wie DT33% gemessen, außer daß die Garngeschwindigkeit auf 50 m pro Minute verringert wird, die Messung über eine Länge von 100 m erfolgt, und die verschiedenen Temperaturen und Streckverhältnisse angewendet werden, wie hier beschrieben. Die Streckbelastung ( D) wird ausgedrückt als Gramm pro verstrecktem Denier (g/dd), d.h. D = DT(g/d) x DR, und wird in Abhängigkeit von der Strecktemperatur DR bei 75 ºC, 125 ºC und 175 ºC aufgetragen (siehe Figur 20). Die Streckbelastung ( D) nimmt für die Werte von DR, die größer sind als etwa 1,05 (d.h. über dem Fließpunkt) bis zum Einsetzen der Kalthärtung (d.h. bis zu einem Reststreckverhältnis (RDR)D von etwa 1,5 linear mit dem Streckverhältnis zu, und die Steigung einer am besten passenden linearen Auftragung der Streckbelastung in Abhängigkeit des Streckverhältnisses wird hier Streckmodul (MD = Δ D/ADR) genannt. Die Werte von Streckbelastung ( D) und Streckmodul (MD) nehmen mit steigender Strecktemperatur (TD) ab. Das gewünschte Niveau der Streckbelastung ( D) und des Streckmoduls(MD)können durch Auswahl des Typs des Ausgangsgarns und der Strecktemperatur (TD) kontrolliert werden. Bevorzugte Ausgangsstreckgarne besitzen eine Streckbelastung ( D) zwischen etwa 1,0 und etwa 2,0 g/dd und ein Streckmodul (MD) zwischen etwa 3 und etwa 7 g/dd, wie gemessen bei 75 ºC und bei einem Streckverhältnis von 1,35 (DR), entnommen aus einer am besten passenden linearen Auftragung der Streckbelastung ( D) in Abhängigkeit des Streckverhältnisses (siehe Figuren 20 und 21). Die Temperatur von 75 ºC wird ausgewählt, da gefunden wurde, daß die meisten spinn-orientierten Nylon-Ausgangsgarne ihre maximale Schrumpfspannung erreicht haben und noch nicht begonnen haben, eine deutliche Rekristallisation zu durchlaufen (d.h. dies ist eher ein Hinweis auf die mechanische Natur des "ersponnenen" polymeren Kettennetzwerks oberhalb seiner Glastemperatur Tg, bevor das Netzwerk durch thermische Rekristallisation modifiziert worden ist).
Scheinbare Streckenergie (ED)a ist die Geschwindigkeit der Abnahme des Streckmoduls bei zunehmender Temperatur (75 ºC, 125 ºC, 175 ºC) und ist definiert als Steigung einer Auftragung des Logarithmus des Streckmoduls, ln(MD), in Abhängigkeit von [1000/(TD, ºC + 273)], wobei eine Temperaturabhängigkeit vom Arrheniustyp angenommen wird (d.h. MD = Aexp(ED/RT), worin T die Temperatur in Grad Kelvin angegeben ist, R für die allgemeine Gaskonstante steht und "A" eine Materialkonstante ist). Bevorzugte Streck-Ausgangsgarne besitzen eine scheinbare Streckenergie von (ED)a ) [= ED/R = Δ(lnMD)/Δ(1000/TD), worin TD in Grad Kelvin angegeben ist], von etwa 0,2 bis etwa 0,6 (g/dd)/ºK.
Die differentielle Farbschwankung ist ein Maß für die Längsfaden-Farbgleichmäßigkeit eines kettverstreckten Garnes und ist definiert durch die Differenz in der Abweichung von K/S, gemessen in axialer bzw. radialer Richtung an einer Lawson- Stricksocke, gefärbt gemäß den MMB-Färbeverfahren, die hier beschrieben sind. Es wird gefunden, daß die LMDR einer Kettenwirkware umgekehrt zu der differentiellen Farbschwankung des kettverstreckten Garns (axiale Schwankung von K/S - radiale Schwankung von K/S) schwankt. Das erfindungsgemäße Kettstreckverfahren stellt ein Gleichgewicht her zwischen Strecktemperatur, Streckmaß, Entspannungstemperatur und dem Ausmaß der Entspannung her, so daß die differentielle Farbschwankung (DDV) des kettverstreckten Garnprodukts minimiert wird.
Die Spannungen, ausgedrückt in Gramm pro verstrecktem Denier (g/dd) (hier manchmal als "Belastung" bezeichnet) können gemessen werden durch Verwendung des elektronischen Rothschild-Tensiometers. Für Modell R-1192A lauten die Betriebsbedingungen: 0 bis 100 g Durchzug, Bereich = 95 (Skala 0 bis 40 g auf der Anzeige), kalibriert mit einem Lawson-Hemphill Tensiometer. Die Kalibriervorrichtung ist käuflich erhältlich von Lawson-Hemphill Sales, Inc., PR Drawer 6388, Spartansburg, SC.
Die Längsfaden-Schrumpfung von Garnen kann anhand des texturierten Garntestsystems (TYT) von Lawson-Hemphill wie folgt gemessen werden. Eine geeignete Testvorrichtung ist das Modell 30, erhältlich von Lawson-Hemphill Sales, Inc., P.O. Drawer 6388, Spartansburg, SC. Es werden vier Messungen der Garnlängen in folgender Reihenfolge durchgeführt: (L1); (2) Länge unter gerade genug Spannung, so daß das Garn gespannt ist (L2); (3) Länge beim Erhitzen, um eine weitere Schrumpfung unter sehr niedriger Spannung zu entwickeln (L3); (4) die endgültige Garnlänge (L4) unter gerade genügend Spannung, um das Garn zu glätten. Die Schrumpfung wird anhand der Formel
Schrumpfung (%) = L&sub2; - L&sub4;/L2 x100 gemessen.
Die Amin- (NH&sub2;) und Carboxyenden (COOH) werden durch die Verfahren bestimmt, die beschrieben sind auf den Seiten 293 und 294 in Band 17 der "Encyclopedia of Industrial Chemical Analysis", veröffentlicht von John Wiley & Sons, Inc., 1973, und in Äquivalenten pro 106 Gramm ausgedrückt. Ein typisches Nylon-66-Polymer besitzt etwa 30-50 Äquivalente von NH&sub2;- Enden, und ein "tief" gefärbtes Nylon-66-Polymer besitzt etwa 50-70 Äquivalente von NH&sub2;-Enden. Das Zahlenmittelmolekulargewicht (MN) ist ungefähr proportional zu dem reziproken Wert der Gesamtzahl von NH&sub2;- und COOH-Enden, ausgedrückt als Äquivalente pro 10&sup6; Gramm, d.h. MN = 2 x 10 liegt immer noch innerhalb von (NH&sub2; + COOH + SE), worin SE die Anzahl der äquivalenten stabilisierten nichtreaktiven Endgruppen darstellt. Beispielsweise besitzt Nylon-66-Polymer, das ein MN von etwa 15 000 besitzt, eine RV von etwa 44 und eine Gesamtzahl von Enden von etwa 133, und beispielsweise besitzt Nylon-66-Polymer mit einem MN von etwa 20 000 eine RV von etwa 66 und eine Gesamtzahl von Enden von etwa 100, worin für Nylon-66-Polymer MN und RV in etwa miteinander durch die Beziehung MN 1065(RV)0,7 verknüpft sind, und für Nylon-6- Polymere kann die Beziehung MN = 1002(RV)0,74 angewendet werden. Polyamid-Polymere mit einer RV von etwa 50 bis etwa 80 mit etwa 30 bis etwa 70 äquivalenten NH&sub2;-Enden werden bevorzugt.
Die Dichte ( ) der Polyamidfaser wird gemessen durch Anwendung der Standard-Dichtegradienten-Säulentechnik unter Verwendung von Tetrachlorkohlenstoff- und Heptanflüssigkeiten bei 25 ºC.
Die Volumenkristallinität (Xv) wird berechnet aus der Messung der Faserdichte ( ) unter Anwendung der folgenden Formel: Xv = ( - a) ( c - a), worin c die Dichte der perfekt kristallinen Phase und a die Dichte der amorphen Phase ist. Für Nylon 66, c = 1,22 g/cm³ und a = 1,069 g/cm³ [H.W. Starkweather, Jr., R.E. Moynihan, Journal of Polymer Science, Band 22, Seite 363 (1956)]. Die relative Gewichtskristallinität (Xw) und die relative Volumenkristallinität (Xv) werden durch die Formel: Xw = Xv ( / c) in Beziehung gesetzt. Die relative Volumenkristallinität schwankt unter den Kettstreckverfahrensbedingungen nur leicht, z.B. typischerweise von etwa 0,5 bis etwa 0,55.
Die optischen Parameter der Fasern werden gemessen gemäß dem bei Frankfort und Knox, U.S.-Patentschrift Nr. 4 134 882 beschriebenen Verfahren, beginnend bei Spalte 9, Zeile 59 und endend bei Spalte 10, Zeile 65, mit den folgenden Ausnahmen und Zufügungen. Zunächst werden anstelle des T-410-Polaroid- Films und einer 1000fachen Bildvergrößerung ein 35-mm- Schnellfilm zum Aufzeichnen der Oszilloskopspuren und eine 300fache Vergrößerung zum Aufzeichnen der Interferenzmuster angewendet. Ferner können auch geeignete elektronische Bildanalyseverfahren, die dasselbe Ergebnis ergeben, angewendet werden. Als zweites wird das Wort "als" in Spalte 10, Zeile 26 durch das Wort "und" ersetzt, um einen Tippfehler zu korrigieren. Da sich die erfindungsgemäßen Fasern von denjenigen der 4 134 882 unterscheiden, werden zusätzliche Parameter aus denselben n - und n -Verteilungen bei ± 0 05 berechnet. Hier bezieht sich ± auf die entgegengesetzten Seiten vom Zentrum des Faserbildes. Der isotrope Brechungsindex (RISO) bei ± 0,05 wird aus der Beziehung:
RISO(0,05) = [(n )(0,05)+2(n )(0,05)]/3
bestimmt. Schließlich ist der durchschnittliche Wert eines jeden der optischen Parameter definiert als Durchschnitt der beiden Werte bei ± 0,05, z.B.:
< RISO> = (RISO(0,05) + RISO(-0,05))/2
und gleichermaßen für die durchschnittliche Doppelbrechung ( ). Die durchschnittliche Doppelbrechung (Δn) kann ihrerseits ausgedrückt werden als Summe der kristallinen (Δc) und amorphen (Δa) Doppelbrechungen: Δn = Δc + Δa, worin Δc = ΔºfcXv und Δa = vaºfa(1-Xv) und Δcº, aº die natürlichen Doppelbrechungen der kristallinen bzw. amorphen Regionen mit Werten von 0,073 [M.F. Culpin und K.W. Kemp, Proc. Physics Society, Bd. 69C, S. 1301 (1956)] sind, fc,a die Orientierungsfunktionen der kristallinen bzw. amorphen Regionen sind und worin Xv und (1-Xv) die Fraktionsvolumina der kristallinen bzw. amorphen Regionen sind. Der Wert der kristallinen Orientierungsfunktion (fc) ist definiert durch die Beziehung: fc = 1-OA/180, worin OA für den kristallinen Orientierungswinkel steht, der im folgenden definiert wird und der es erlaubt, daß die amorphe Orientierungsfunktion (fa) aus der Formel fa = (Δn - ΔcºfcXv)/ Δaº(1-Xv) berechnet wird und daß eine durchschnittliche Orientierungsfunktion (favg) aus der Formel: favg = (Δn) /0,073 berechnet wird. [R.S. Stein, Journal Polymer Science, Bd. 21, S. 381-396 (1956)].
Kristall-Perfektionsindex (CPI) und scheinbare Kristallitgröße: Kristall-Perfektionsindex und scheinbare Kristallitgröße leiten sich aus den Röntgenbeugungsaufzeichnungen ab. Das Beugungsmuster der Fasern mit diesen Zusammensetzungen ist gekennzeichnet durch zwei erhöhte äquatoriale Röntgenstrahlreflexionen mit Peaks, die bei einem Streuwinkel (2θ) von ungefähr 20º-21º und 23º auftreten.
Die Röntgenbeugungsmuster dieser Fasern werden mit einem Röntgenstrahl-Diffractometer (Philips Electronic Instruments, Mahwah, N.J., Kat. Nr. PW1075/00) im Reflexionsmodus unter Verwendung eines Beugungsstrahlmonochromators und eines Scintillationsdetektors erhalten. Die Intensitätsdaten werden mit einem Ratemeter gemessen und anhand eines computerisierten Datensammlungs/Reduktionssystems aufgezeichnet. Die Beugungsmuster werden unter Verwendung der folgenden Instrumenteinstellungen erhalten:
Aufzeichnungsgeschwindigkeit 1º 2θ pro Minute;
Schrittinkrement 0,025º 2θ;
Aufzeichnungsbereich 6º bis 38º, 2θ und
Pulshöhenanalysator, "differentiell".
Für die Messungen sowohl des Kristall-Perfektionsindexes als auch der scheinbaren Kristallitgröße werden die Beugungsdaten durch ein Computerprogramm, das die Daten glättet, die Grundlinie bestimmt und die Peak-Lagen und Höhen mißt, weiterverarbeitet.
Die Röntgenbeugungsmessung der Kristallinität in Nylon 66, Nylon 6 und in Copolymeren aus Nylon 66 und Nylon 6 ist der Kristall-Perfektionsindex (CPI) wie gelehrt von P.F. Dismore und W.O. Statton, J. Polym. Sci. Teil C, Nr. 13, S. 133-148, (1966). Es wird beobachtet, daß sich die Lagen der beiden Peaks bei 21º und 23º 2θ verlagern und wenn die Kristallinität zunimmt, verschieben sich die Peaks weiter auseinander und nähern sich den Positionen an, die auf der Grundlage der Nylon-66-Struktur von Bunn-Garner den "idealen" Positionen entsprechen. Diese Verschiebung der Peaklage stellt die Grundlage für die Messung des Kristall-Perfektionsindex in Nylon 66 bereit:
CPI = [d(außen)/d(innen)] - 1/0,189 x 100
worin d(außen) und d(innen) die Bragg-"d"-Abstände für die Peaks bei 23º bzw. 21º sind und der Nenner von 0,189 der Wert für d(100)/d(010) für gut kristallisiertes Nylon 66 ist, wie beschrieben von Bunn und Garner (Proc. Royal Soc. (London), A189, 39, 1947). Eine entsprechende und geeignetere Gleichung auf der Grundlage der 2θ-Werte lautet:
CPI = [2θ (außen)/2θ(innen) - 1] x 546,7
Scheinbare Kristallitgröße: Die scheinbare Kristallitgröße wird aus den Messungen der Peak-Halbwertsbreite der äquatorialen Beugungspeaks berechnet. Da sich die beiden äquatorialen Peaks überlappen, basiert die Messung der Peak-Halbwertsbreite auf der halben Breite in halber Höhe. Für den 20º-21º-Peak wird die Lage der halbmaximalen Peakhöhe berechnet, und der 2θ-Wert für diese Intensität wird auf der Seite des niedrigen Winkels gemessen. Die Differenz zwischen diesem 2θ-Wert und dem 2θ-Wert bei maximaler Peakhöhe wird mit zwei multipliziert, so daß sich die Peak-Haibwertsbreite (oder "Linie") ergibt. Für den 23º-Peak wird die Lage der halbmaximalen Peakhöhe berechnet, und der 2θ-Wert für diese Intensität wird auf der Seite des hohen Winkels gemessen. Die Differenz zwischen diesem 2θ-Wert und dem 2θ-Wert bei maximaler Peakhöhe wird mit zwei multipliziert, so daß sich die Peak-Halbwertsbreite ergibt.
Bei dieser Messung erfolgt eine Korrektur nur für die instrumentelle Verbreiterung; alle weiteren Verbreiterungseffekte werden als Ergebnis der Kristallitgröße angenommen. Falls 'B' die gemessene Linienbreite der Probe ist, so beträgt die korrigierte Linienbreite 'beta'
β = (B² - b²)1/2
worin 'b' die instrumentelle Verbreiterungskonstante darstellt. 'b' wird bestimmt durch Messen der Linienbreite des Peaks, der sich in dem Beugungsmuster einer Silicium- Kristallpulverprobe bei ungefähr 28º 2θ befindet.
Die scheinbare Kristallitgröße (ACS) wird angegeben durch
ACS = (Kλ)/(β cos θ), worin
K als eins angenommen wird (Einheit);
λ die Röntgenstrahl-Wellenlänge ist (hier 1,5418 Å)
β die korrigierte Linienbreite im Bogenmaß ist und 0 dem halben Bragg-Winkel (die Hälfte des 2θ-Wertes des ausgewählten Peaks, wie erhalten aus dem Beugungsmuster) entspricht. Die ACS für die "äußeren" und "inneren" d-Abstände werden auch als ACS(100) bzw. ACS(110) bezeichnet. Ein scheinbares Kristallitvolumen (ACV) ist hier durch die Beziehung: AVC = [ACS(100)*ACS(010)]3/2, Å³ definiert.
Röntgenstrahl-Orientierungswinkel: Ein Bündel von Filamenten, etwa 0,5 mm im Durchmesser, wird vorsichtig auf einen Probenhalter aufgewickelt, so daß die Filamente im wesentlichen parallel gehalten werden. Die Filamente in dem gefüllten Probenhalter werden einem Röntgenstrahl ausgesetzt, erzeugt von einem Philips-Röntgenstrahlgenerator (Modell 120458), erhältlich von Philips Electronic Instruments. Das Röntgenmuster der Probenfilamente wird auf einer Warhus-Lochkamera auf einem Direktexpositionsröntgenfilm von Kodak DEF Diagnostic (Katalognummer 154-2463) aufgenommen. Die Kollimatoren in der Kamera besitzen einen Durchmesser von 0,64 mm. Die Exposition wird etwa 15 bis 30 Minuten lang (oder im allgemeinen lang genug, so daß das zu messende Beugungscharakteristikum bei einer optischen Dichte von ca. 1,0 aufgezeichnet wird) fortgesetzt. Mit einer Videokamera wird ein digitalisiertes Bild des Beugungsmusters aufgezeichnet. Die übertragenen Intensitäten werden unter Verwendung einer Schwarz und Weißreferenz kalibriert, und die Graustufe (0-255) wird in die optische Dichte umgewandelt. Das Beugungsmuster von Nylon 66, Nylon 6 und den Copolymeren aus Nylon 6 und Nylon 66 besitzt zwei erhöhte äquatoriale Reflexionen bei 20 ungefähr 20º-21º und 23º. Die äußere (ca. 23º) Reflexion wird zur Messung des Orientierungswinkels angewendet. Ein Datenfeld, entsprechend einer Azimuthalspur durch die beiden ausgewählten äquatorialen Peaks (d.h. die äußere Reflexion auf jeder Seite des Musters) wird durch Interpolation aus dem Digitalbild-Datenfile erzeugt. Das Feld wird so angelegt, daß ein Datenpunkt einem Drittel von 1 Grad in arc entspricht.
Der Orientierungswinkel (OA) wird als Bogenmaß in Grad bei der halbmaximalen optischen Dichte (Winkel, der die Punkte mit 50 % der maximalen Dichte begrenzt) der äquatorialen Peaks, korrigiert um den Hintergrund, herangezogen. Dieser wird aus der Anzahl der Datenpunkte zwischen den Punkten in halber Höhe auf jeder Seite des Peaks (falls Interpolation angewendet wird, ist dies keine ganze Zahl) berechnet. Beide Peaks werden gemessen, und der Orientierungswinkel wird als Durchschnitt von zwei Messungen genommen.
Langperiodenabstand und normierte Langperiode: Langperiodenabstand (LPS) und Langperiodenintensität (LPI) werden mit einem Kratky-Kleinwinkeldiffractometer, hergestellt von Anton Paar KG, Graz, Österreich, gemessen. Das Diffractometer wird an einer Strichfocus-Austrittsöffnung eines XRG3100-Röntgenstrahlgenerators von Philips, ausgestattet mit einer langen Feinfocus-Röntgenstrahlröhre, betrieben bei 45 KV und 40 ma, montiert. Der Röntgenstrahl- Brennpunkt wird bei einem Startwinkel von 60 betrachtet, und die Strahlbreite wird als Eintrittsschlitz von 120ºum definiert. Die Kupfer-Kα-Strahlung aus der Röntgenstrahlröhre wird mit einem 0,7 mil-Nickelfilter gefiltert und wird mit einem NaI(TI)-Scintillationszähler nachgewiesen, ausgestattet mit einem Puls-Höhenanalysator, der so eingestellt ist, daß 90 % der Cu-Kα-Strahlung symmetrisch hindurchgehen.
Die Nylonproben werden vorbereitet, indem die Fasern parallel zueinander um eine Halterung aufgewickelt werden, die eine Öffnung von 2 cm Durchmesser aufweist. Die Fläche, die von den Fasern bedeckt wird, ist etwa 2 cm auf 2,5 cm, und eine typische Probe enthält etwa 1 g Nylon. Die tatsächliche Menge der Probe wird bestimmt, indem die Abschwächung eines starken CuKα-Röntgenstrahlsignals durch die Probe gemessen und die Dicke der Probe eingestellt wird, bis die Transmission des Röntgenstrahls nahe 1/e oder 0,3678 liegt. Um die Transmission zu messen, wird ein starker Streuer in der Beugungsposition angeordnet, und die Nylonprobe wird vor ihm, unmittelbar hinter den Strahl-definierenden Schlitzen eingeführt. Falls die gemessene Intensität ohne Abschwächung I0 beträgt und die abgeschwächte Intensität 1 beträgt, dann beträgt die Transmission T I/(I0). Eine Probe mit einer Transmission von 1/e besitzt eine optimale Dicke, da die gebeugte Intensität von einer Probe von größerer oder geringerer Dicke als dem Optimum geringer ist als von einer Probe der optimalen Dicke.
Die Nylonprobe wird so angebracht, daß die Faserachse senkrecht zu der Strahllänge (oder parallel zu Laufgeschwindigkeit des Detektors) liegt. Für einen Kratky-Diffraktometer, mit Blick auf einen horizontalen Strichfocus ist die Faserachse senkrecht zur Tischplatte. Eine Aufzeichnung von 180 Punkten wird zwischen 0,1 und 4,0º 2θ wie folgt gesammelt: 81 Punkte mit einer Stufengröße von 0,0125º zwischen 0,1 und 1,1º, 80 Punkte mit einer Stufengröße von 0,25º zwischen 1,1 und 2,1º, 19 Punkte mit einer Stufengröße von 0,05º zwischen 3,1 und 4,0º. Die Zeit für jede Aufzeichnung beträgt 1 Stunde und die Zählzeit für jeden Punkt 20 Sekunden. Die resultierenden Daten werden mit einem beweglichen Parabolfenster geglättet, und der instrumentelle Hintergrund wird abgezogen. Der instrumentelle Hintergrund, d.h. die Aufzeichnung, die in Abwesenheit einer Probe erhalten wird, wird mit der Transmission T multipliziert und Punkt für Punkt von der aus der Probe erhaltenen Aufzeichnung subtrahiert. Die Datenpunkte der Aufzeichnung werden sodann um die Probendicke durch Multiplikation mit einem Korrekturfaktor, CF = -1,0/(eTln(T)) korrigiert. Hier steht e für die Basis des natürlichen Logarithmus, und ln(T) stellt den natürlichen Logarithmus von T dar. Da T weniger als 1 beträgt, ist ln(T) immer negativ und CF positiv. Falls außerdem T=1/e, dann CF=1 für die Probe der optimalen Dicke. Darum ist CF immer größer als 1 und korrigiert die Intensität einer Probe von einer anderen als der optimalen Dicke auf die Intensität, die beobachtet worden wäre, wenn die Dicke optimal gewesen wäre. Für Probendicken recht nahe am Optimum kann CF im allgemeinen bei weniger als 1,01 gehalten werden, so daß die Korrektur für die Probendicke bei weniger als 1 % gehalten werden kann, was innerhalb der durch die Zählstatistik auferlegten Unsicherheit liegt.
Die gemessenen Intensitäten rühren von den Reflexionen her, deren Beugungsvektoren parallel zu der Faserachse verlaufen. Für die meisten Nylonfasern wird eine Reflexion in der Nähe von 1º 2θ beobachtet. Zur Bestimmung der genauen Lage und Intensität dieser Reflexion wird zunächst eine Hintergrundlinie unterhalb des Peaks gezogen, tangential zu der Beugungskurve bei Winkeln sowohl größer als auch kleiner als der des Peaks selbst. Eine Linie parallel zu der tangentialen Hintergrundlinie wird sodann tangential zu dem Peak in der Nähe seines scheinbaren Maximums, jedoch im allgemeinen bei einem etwas höheren 2θ-Wert gezogen. Der 2θ-Wert an diesem Punkt der Tangente wird als Lage herangezogen, da es die Lage des Maximums ist, falls der Probenhintergrund abgezogen werden würde. Der Langperiodenabstand LPS wird berechnet aus der Bragg'schen Gleichung unter Anwendung der so abgeleiteten Peakposition. Für kleine Winkel reduziert sich dies zu

LPS = λ/sin(2θ).

Die Intensität des Peaks LPI ist definiert als der vertikale Abstand in Zählimpulsen pro Sekunde zwischen dem Tangentenpunkt der Kurve und der Hintergrundlinie darunter.
Das Kratky-Diffractometer ist ein Einstrahl-Instrument, und die gemessenen Intensitäten sind willkürlich, bis sie standardisiert sind. Die gemessenen Intensitäten können von Instrument zu Instrument und mit der Zeit für ein gegebenes Instrument aufgrund der Röntgenröhrenalterung, der Veränderung in der Ausrichtung, der Abweichung und Zersetzung des Scintillationskristalls schwanken. Für einen quantitativen Vergleich unter den Proben wurden die gemessenen Intensitäten normiert, indem ein Verhältnis mit einer stabilen Standardreferenzprobe gebildet wurde. Diese Referenz wurde als Nylon- 66-Probe (T-717-Garn von E.I. Du Pont Co., Wilmington, De.) gewählt, die als Ausgangsgarn in dem ersten Beispiel dieser Patentschrift (Ausgangsgarn 1) verwendet wurde.
Schallmodul: Der Schallmodul wird gemessen, wie berichtet bei Pacofsky, U.S.-Patentschrift Nr. 3 748 844 in Spalte 5, Zeilen 17 bis 38, deren Beschreibung durch Inbezugnahme mitumfaßt sein soll, außer daß die Fasern bei 70 ºF (21 ºC) und 65 % relativer Feuchtigkeit vor dem Test konditioniert werden und die Nylonfasern bei einer Spannung von 0,1 g pro Denier statt bei 0,5-0,7, was für die Polyesterfasern der zitierten Patentschrift angegeben ist, getestet werden.
Bevorzugte Streckgarne besitzen Schallmodul-(Ms)-Werte zwischen etwa 40 und 60 g/d und insbesondere zwischen etwa 40 und 55 g/d.
Die Kreuzpolarisation in Kombination mit dem "Spinnen unter magischem Winkel" (CP/MAS) sind kernmagnetische Resonanz(NMR)-Techniken, die angewendet werden, um Spektraldaten zu sammeln, die Unterschiede zwischen Copolymer und Homopolymer sowohl in Struktur als auch in Zusammensetzung beschreiben. Insbesondere können Kohlenstoff-13(C-13)- und Stickstoff-15(N-15)-Feststoff-NMR-Daten, die erhalten werden unter Anwendung von CP/MAS zur Prüfung der Beiträge von sowohl kristalliner als auch amorpher Phase des Polymeren verwendet werden. Solche Techniken sind beschrieben von Schaefer et al. in Makromolecules 10, 384 (1977) und Schaefer et al., J. Magnetic Resonance 34, 443 (1979) und in neuerer Zeit von Veeman und Coautoren in Macromolecules 22, 706 (1989).
Die strukturelle Information, die die amorphen Phasen des Polymeren betrifft, wird erhalten durch Techniken, die beschrieben sind von Veeman in dem oben erwähnten Artikel und von Vanderhart in Macromolecules 12, 1232 (1979) und in Macromolecules 18, 1663 (1985).
Parameter, die die Molekülbewegung steuern, werden erhalten durch eine Vielzahl von Techniken, die C-13-T1 und C-13-Tlrho einschließen. C-13-T1 wurde entwickelt von Torchia und ist beschrieben in J. Magnetic Resonance, Bd. 30, 613 (1978). Die Messung von C-13-T1rho ist beschrieben von Schaefer in Macromolecules 10, 384, (1977).
NMR mit Stickstoff-15 im natürlich vorkommenden Überfluß wird angewendet, um komplementäre Information, abgesehen von derjenigen, die aus der Kohlenstoff-13-Festkörper-NMR-Analyse erhalten wird, zu erhalten. Diese Analyse stellt ferner Information über die Verteilung der Kristallstrukturen mit dem Polymer, wie erläutert von Mathias in Polymer Commun. 29, 192 (1988), bereit.

Farbstoff-Bewertungsverfahren:

Es ist gut bekannt, daß die Farbstoffbewertung von Nylonfasern stark von der Struktur abhängig ist. Die radialen und achsialen Diffusionskoeffizienten von Farbstoffen in Nylonfasern können gemäß den Verfahren gemessen werden, die beschrieben sind in Textile Research Institute of Princeton, N.J., Dye Transport Phenomena, Fortsetzungsbericht Nr. 15 und in den Referenzen darin.
Der Verlust von Farbstoff aus einem Färbebad und somit die Sorption des Farbstoffes durch die Faser und die Berechnung eines Diffusionskoeffizienten aus den Daten können durchgeführt werden, indem die Verfahren angewendet werden, die beschrieben sind von H.Kobsa in einer Serie von Artikeln in dem Textile Research Journal, Bd. 55, Nr. 10, Oktober 1985, Beginn auf Seite 573. Eine Abänderung dieses Verfahrens steht am Hamby Textile Institute of Carey, N.C., zur Verfügung, worin die Färbegeschwindigkeit (S&sub2;&sub5;), ausgedrückt in Einheiten von reziproken Sekunden (sec&supmin;¹), unter Verwendung von C.I. Acid Blue 40 bei 25 ºC gemessen wird. Ein scheinbarer Diffusionskoeffizient (DA), der die "Porosität" der Faserstruktur für die Farbstoffaufnahme charakterisiert, ist hier definiert durch die Beziehung: DA (cm /sec) = gemessene Färbegeschwindigkeit (S&sub2;&sub5;) x durchschnittliche Filament- Querschnittsfläche (cm²) ÷ Filamentformfaktor, worin die durchschnittliche Filamentquerschnittsfläche definiert ist anhand von Filament-Denier und -Dichte durch die Beziehung: Fläche (cm²) = (dpf/Dichte)/(9 x 10&sup5;) und worin der Filament- Formfaktor definiert ist durch [(1/4 π) x Quadrat des Filamentumfangs, dividiert durch die Filamentquerschnittsfläche], d.h. der scheinbare Diffusionskoeffizient ist hier definiert durch die Beziehung:
DA = S&sub2;&sub5; x dpf/ x 1/(9x10&sup5;) 4π Fläche/Umang²
Ein rundes 3-dpf-Filament mit einer Dichte von 1,14 g/cm³ und einer gemessenen Färbegeschwindigkeit von 50 x10&supmin;&sup5; sec&supmin;¹ besitzt einen berechneten scheinbaren Diffusionskoeffizienten (DA) von 14,6 x 10&supmin;¹&sup0; cm² sec&supmin;¹. Bevorzugte Filamente besitzen einen scheinbaren Diffusionskoeffizienten DA von wenigstens etwa 15 x 10 cm sec&supmin;¹, und besonders bevorzugt besitzen sie einen scheinbaren Diffusionskoeffizienten (DA) von wenigstens etwa 20 x 10 cm sec&supmin;¹.
Die scheinbare Porenbeweglichkeit (APM) und das scheinbare Porenvolumen (APV) sind ein Maß für die Offenheit der amorphen Bereiche, um eine ausreichende Farbstoffaufnahme für eine gleichmäßige Längsfaden-Färbung zu ermöglichen. Die scheinbare Porenbeweglichkeit (APM) wird definiert durch die Beziehung: (1-fa)/fa = (1/fa-1). [A. Peterlin, J. Macromol. Sci. B, Bd. 11, S. 57 (1975)], und das scheinbare Porenvolumen (APV) wird definiert durch die Beziehung (CPI/100)ACV, was analog ist zu der Beziehung für das amorphe freie Volumen pro Kristallit, angewendet für Polyesterfasern. [J.H. Dumbleton und T. Murayama, Kolloid-Z., Z. Polym., Band 220, Nr. 1, S. 41 (1967)]. Um gleichmäßige Färbungen mit großmoleküligen Farbstoffen, wie C.I. Acid Blue 122, zu erhalten, besitzen die verstreckten Garne vorzugsweise eine APM von größer als etwa 2 und größer als etwa [4,75-(0,37x10&supmin;&sup4;)APV] und ein APV von größer als etwa 4x10&sup4; Å³, und bevorzugte verstreckte Garne besitzen eine APM von größer als etwa 2 und größer als etwa [5-(0,37x10&supmin;&sup4;)APV] und ein APV von größer als etwa 4x10&sup4; Å³ (wie erläutert in Figur 26).

BEISPIEL 1

Die Teile A-E erläutern das schlechte Stoffaussehen nach dem Färben der Stoffe, die aus Nylon-Flachgarnen gestrickt wurden, hergestellt durch Kettstrecken und Entspannen der Ausgangsgarne, ersponnen bei niedrigen Abzugsgeschwindigkeiten. Es wird angenommen, daß diese Garne, die für kritische Färbeanwendungen unzureichend sind, aufgrund von Längsfaden- Schwankungen in der Farbstoffaufnahme, die schlimmer sind als bei völlig verstreckten Garnen, die durch ein herkömmliches Spinn-Streckverfahren hergestellt worden sind, zu dem schlechten Stoffaussehen führen. Die Teile F-K erläutern das erfindungsgemäße Verfahren und die besseren LMDR-Werte, die unter Verwendung der erfindungsgemäß hergestellten Garne verfügbar sind.

Teil A - Vergleich

Nylon 6 mit einer RV von ca. 46 wird bei einer Schmelztemperatur von 270 ºC durch eine Spinndüse mit 13 Kapillaren einer Länge von 0,022" und eines Durchmessers von 0,015" gesponnen. Eine Kühlkammer wird mit einem Querstrom von 20-ºC-Kühlungsluft mit einer Durchschnittsgeschwindigkeit von ca. 67 Fuß pro Minute (fpm) beschickt. Es wird unter Anwendung einer sehr niedrigen Abzugsgeschwindigkeit von 590 mpm gesponnen und während des Spinnverfahrens nicht mechanisch verstreckt. Dieses Garn kann als "Niedrigorientierungsgarn" (LOY) bezeichnet werden. Die Appretur wird nach dem Zusammenführen der Filamente aufgetragen, jedoch wird keine Verschlingung angebracht. Das resultierende 134-Denier-Garn besitzt eine sehr niedrige Orientierung, was es zum Stricken oder Weben ungeeignet macht, was durch ein hohe Dehnung von etwa 320 % bewiesen wird.
670 Spulen des Ausgangsgarns werden auf einem Aufsteckgatter, ausgestattet mit Spannvorrichtungen, zur Verwendung bei der Herstellung von Garn für Trikotware der Breite 21" angeordnet. Das Aufsteckgatter und die Spannvorrichtungen sind dieselben wie diejenigen, die üblicherweise zur Herstellung von Garnbäumen verwendet werden. Die Kettfäden des Garns werden durch Riete und Führungen, die konstruiert sind, um die Garne parallel unter Bildung einer Kette anzuordnen, geführt und werden sodann zu einer Barmag-STFI-Streckeinheit bei einem Kettstreckverhältnis von 3,00, einer Abzugswalzentemperatur von 60 ºC, einer Voreilung von 2,5 %, einer Entspannungstemperatur von 22 ºC weitergeleitet und bei einer Geschwindigkeit von 320 mpm auf einen Kettbaum aufgewickelt. Das resultierende Garn besitzt ein Denier von 44,2 und eine dehnung von 52,8 %.
Kettbäume des verstreckten Garns werden zu einer 32-Gauge- Trikotware verstrickt und mit dem Farbstoff C.I. Acid Blue 80 gemäß dem LMDR-Verfahren gefärbt. Der gefärbte Stoff wird hinsichtlich der Gleichmäßigkeit bewertet, und es wird ein inakzeptabler LMDR-Wert von 4 erhalten. Genaue Angaben über das Verfahren und die Garneigenschaften sind in Tabelle 1 bereitgestellt.

Teil B - Vergleich

Nylon 66 mit einer RV von ca. 40 wird bei einer Schmelztemperatur von 290 ºC durch eine Spinndüse gesponnen, die 14 Kapillaren einer Länge von 0,022" und eines Durchmessers von 0,015" enthält. Die Filamente werden abgekühlt und wie in Teil A zusammengeführt, so daß ein 125-Denier-Ausgangsgarn mit den wie in Tabelle 1 beschriebenen Eigenschaften erzeugt wird. 670 Spulen des Ausgangsgarns werden bei 500 mpm unter Verwendung einer DSST-50-Maschine von Karl Mayer, wie in Tabelle 1 angegeben, verstreckt, um ein 44-Denier-Garn mit den in Tabelle 1 aufgeführten Eigenschaften zu erzeugen. Beim Färben mit dem Farbstoff C.I. Acid Blue 80 wie in Teil A ist die LMDR-Bewertung eine nicht hinnehmbare 3,5.

Teil C - Vergleich

Nylon 66 mit einer RV von ca. 42 wird bei einer Schmelztemperatur von 290 ºC durch eine Spinndüse gesponnen, die 13 Kapillaren einer Länge von 0,022" und eines Durchmessers von 0,015" besitzt. Eine Kühlkammer wird mit einem Querstrom von Kühlungsluft von 20 ºC bei einer durchschnittlichen Geschwindigkeit von ca. 67 Fuß pro Minute (fpm) beschickt.
Die Filamente werden bei einer Appretur-Auftragewalze unmittelbar unterhalb der Kühlkammer zu Garn zusammengeführt. Das Garn wird sodann durch eine Zwischenboden-Hülse zu einer Speisewalze geleitet, die eine Abzugsgeschwindigkeit von 1500 mpm bereitstellt, und sodann mit der 1,6fachen Geschwindigkeit wie diejenige der Speisewalze oder mit 2400 mpm zu einer Abzugswalze geführt. Die folgenden Walzen können in der Geschwindigkeit leicht von 2400 mpm abweichen, um die Spannungen einzustellen. Das Verschlingen wurde bis zu einem Ausmaß angebracht, das für eine wirksame Entfernung des Garns später von der Spule ausreichte. Das Garn wird bei einer Spannung von ca. 0,2G/d auf eine Hülse aufgewickelt. Dieses Garn, das nur 1,60X mechanisch verstreckt worden ist, ist zu diesem Zeitpunkt nur teilweise orientiert und besitzt noch nicht die Zugeigenschaften, die für das Kettenwirken oder Weben ideal sind, und wird als Ausgangsgarn für den zuvor beschriebenen Kettstreckvorgang verwendet. Es besitzt ein Denier von 55 und eine Dehnung von ca. 80 % und kann als teilweise verstrecktes Garn (PDY) bezeichnet werden.
Das Ausgangsgarn wird auf einer Streckeinheit, Modell SFTF1 von Barmag, einem Kettstrecken bei einem Streckverhältnis von 1,39X, einer Strecktemperatur von 60 ºC, einer Voreilung von 5 %, einer Entspannungstemperatur von 120 ºC unterzogen und bei einer Geschwindigkeit von 500 mpm zu einem Baum aufgewickelt. Das resultierende Garn besitzt ein Denier von 42 und eine Dehnung von 30 %.
Das verstreckte Garn wird zu einer Trikotware verstrickt, die mit dem Farbstoff C.I. Acid Blue 122 gefärbt und hinsichtlich der LMDR bewertet wird.
Der LMDR-Wert ist eine nicht hinnehmbare 4,4. Genaue Angaben über das Verfahren und die Garneigenschaften sind in Tabelle 1 angegeben.

Teil D - Vergleich

Das Ausgangsgarn wird hergestellt, wie in Teil C beschrieben, außer daß die RV 44 beträgt und die Speisewalzen(Abzug)geschwindigkeit 1849 mpm und die Aufwickelgeschwindigkeit 3217 mpm betragen und das Streckverhältnis 1,747X beträgt. Das Ausgangsgarn in diesem Beispiel besitzt 53 Denier/13 Filamente, weist eine Dehnung von 74 % und eine Streckspannung von 58 g auf.
Das Ausgangsgarn wird auf der DSST-50-Streckeinheit von Karl Mayer mit einem Streckverhältnis von 1,35X und einer Streckwalzentemperatur von 70 ºC kettverstreckt. Das verstreckte Garn wird zu den Austrittswalzen um 5 % voreilen gelassen, bei 129 ºC zwischen den Streckwalzen und den Austrittswalzen entspannt und bei 500 mpm zu einem Baum aufgewickelt. Das resultierende PDY-Garn besitzt ein Denier von 41 und eine Dehnung von ca. 40 %.
Bäume des kettverstreckten Garns werden unter Bildung einer Kettenwirkware auf einer 32-Gauge-Trikotstrickmaschine verstrickt. Der Stoff wird unter Verwendung des Farbstoffes C.I. Acid Blue 80 gefärbt und hinsichtlich der LMDR-Gleichmäßigkeit bewertet. Eine nicht hinnehmbare LMDR von 3 wird erhalten. Genaue Angaben über das Verfahren und die Garneigenschaften sind in Tabelle 1 angegeben.

Teil E - Vergleich

Das Ausgangsgarn wird hergestellt, wie in Teil C beschrieben, außer daß die RV 45 beträgt, die Speisewalzen(Abzugs)-Geschwindigkeit 1937 mpm beträgt, die Aufwickelgeschwindigkeit 3254 mpm beträgt und das Streckverhältnis 1,86X beträgt. Das Ausgangsgarn in diesem Beispiel besitzt 95 Denier/34 Filamente, weist eine Dehnung von 67 % und die weiteren Eigenschaften, wie in Tabelle 1 angegeben, auf.
Das Ausgangsgarn wird auf der Streckeinheit Modell STF1 von Barmag mit einem Streckverhältnis von 1,43X und einer Streckwalzentemperatur von 60 ºC kettverstreckt. Das verstreckte Garn wird beim Verlassen der Walzen um 5 % voreilen gelassen, bei 22 ºC zwischen den Streckwalzen und den Austrittswalzen entspannt und bei 500 mpm zu einen Baum aufgewickelt. Das resultierende PDY-Garn besitzt ein Denier von 72,7 und eine Dehnung von ca. 34,2 %.
Bäume des kettverstreckten Garns werden auf einer 32-Gauge- Trikotstrickmaschine unter Bildung einer Kettenwirkware verstrickt. Der Stoff wird unter Verwendung des Farbstoffes C.I. Acid Blue gefärbt und hinsichtlich der LMDR-Gleichmäßigkeit bewertet. Eine nicht hinnehmbare LMDR von 3 wird erhalten. Genaue Angaben über das Verfahren und die Garneigenschaften sind in Tabelle 1 angegeben.

Teil F - Erfindung

Nylon 6,6 mit einer RV von ca. 42 wird bei einer Schmelztemperatur von 290 ºC durch eine Spinndüse gesponnen, die 17 Kapillaren einer Länge von 0,022" und einen Durchmesser von 0,015" enthält. Eine Kühlkammer wird mit einem Querstrom von 20-ºC-Kühlluft mit einer durchschnittlichen Geschwindigkeit von ca. 67 fpm beschickt. Die Filamente werden an einer Appretur-Walzenauftragevorrichtung unmittelbar unterhalb der Kühleinheit zu Garn zusammengeführt. Das Garn wird sodann durch eine Zwischenbodenhülse zu einer Speisewalze geführt, die eine Abzugsgeschwindigkeit von 2818 mpm liefert, und anschließend mit einer Geschwindigkeit des 1,26fachen von derjenigen der Speisewalze oder mit 3551 mpm zu einer Streckwalze geführt. Die folgenden Walzen können in der Geschwindigkeit leicht um 3551 mpm schwanken, um die Spannungen einzustellen und die Verschlingung anzubringen. Das Garn wird bei etwa 3551 mpm und bei einer Spannung von ca. 0,2 gpd auf eine Röhre aufgewickelt. Das Ergebnis ist ein 55-Denier-PDY- Garn mit einer Dehnung von 60 % und einer Streckspannung von 59 g.
Das Garn wird auf der STF1-Streckeinheit von Barmag bei einem Streckverhältnis von 1,29, einer Strecktemperatur von 60 ºC, einer Voreilung von 6 % kettverstreckt, bei 22 ºC entspannt und bei einer Geschwindigkeit von 550 mpm zu einem Baum aufgewickelt. Das resultierende Garn besaß ein Denier von 45,5 und eine Dehnung von 28,5 %. Das verstreckte Garn wird zu einer Trikotware verstrickt, mit dem Farbstoff C.I. Acid Blue 80 gemäß dem LMDR-Verfahren gefärbt und hinsichtlich der Gleichmäßigkeit bewertet. Die Bewertung der Gleichmäßigkeit ist eine ausgezeichnete 7,8.

Teil G - Erfindung

Nylon 6,6 mit einer RV von ca. 50 wird bei einer Schmelztemperatur von 290 ºC durch eine Spinndüse gesponnen, die 17 dreilappige Kapillaren einer Schenkellänge von 0,015" und einer Schenkelbreite von 0,004" enthält. Eine Kühlkammer wird mit einem Querstrom von 20 ºC-Kühlluft bei einer Durchschnittsgeschwindigkeit von ca. 127 fpm beschickt. Die Filamente werden an einer Appretur-Walzenauftragevorrichtung unmittelbar unterhalb der Kühleinheit zu Garn zusammengeführt. Das Garn wird sodann mit einer Geschwindigkeit von 3909 mpm (Abzugsgeschwindigkeit) durch eine Zwischenbodenhülse auf eine nicht angetriebene luftgelagerte Trennwalze geführt, und die Verschlingung wird angebracht. Das Garn wird bei 3909 mpm und bei einer Spannung von ca. 0,2 gpd auf eine Röhre aufgewickelt. Somit findet keine mechanische Streckung statt. Das Ergebnis ist ein 55-Denier-Ausgangsgarn mit dreilappigem Querschnitt, das nicht in der wünschenswerten Weise gestreckt worden ist, jedoch wird das Garn aufgrund der durch das Hochgeschwindigkeitsspinnen erzeugten Spannung ausreichend in der Kühlzone orientiert, so daß es eine Dehnung von 85 % und eine Streckspannung von 40 g erhält. Somit kann es als "spinnorientiertes Garn" (SOY) bezeichnet werden.
Das Ausgangsgarn wird auf einer STF1-Streckeinheit von Barmag bei einem Streckverhältnis von 1,316X, einer Strecktemperatur von 60 ºC, einer Voreilung von 5 % kettverstreckt, wurde bei Umgebungstemperatur entspannt und mit einer Geschwindigkeit von 550 mpm zu einem Baum aufgewickelt. Das resultierende gestreckte Garn besitzt ein Denier von 43,8 und eine Dehnung von 53,1 %.
Das verstreckte Garn wird zu einer Trikotware verstrickt, mit dem Farbstoff C.I. Acid Blue 80 gemäß dem LMDR-Verfahren gefärbt und hinsichtlich der Gleichmäßigkeit bewertet. Die LMDR ist eine überlegene 7,1. Ausführliche Angaben über das Verfahren und die Garneigenschaften sind in Tabelle 1 bereitgestellt.

Teil H - Erfindung

Nylon 6,6 mit einer RV von ca. 50 wird bei einer Schmelztemperatur von 290 ºC durch eine Spinndüse gesponnen, die 17 Kapillaren von 0,022" Länge und 0,015" Durchmesser enthält. Ein Kühlraum wird mit einem Querstrom von 20 ºC-Kühlungsluft bei einer durchschnittlichen Geschwindigkeit von ca. 67 fpm beschickt. Die Filamente werden an einer Appretur-Walzenauftragevorrichtung unmittelbar unterhalb der Kühleinheit zu einem Garn zusammengeführt. Das Garn wird sodann mit einer Geschwindigkeit von 3954 mpm (Abzugsgeschwindigkeit) durch eine Zwischenbodenhülse auf eine nicht angetriebene luftgelagerte Trennwalze geführt, und die Verschlingung wird angebracht. Das Garn wird mit 3989 mpm und bei einer Spannung von ca. 0,2 gpd auf eine Röhre aufgewickelt. Somit ist die mechanische Streckung bei l,009X nicht signifikant. Das Ergebnis ist ein 52-Denier-Ausgangsgarn, das nicht in der wünschenswerten Weise gestreckt worden ist, jedoch wird das Garn aufgrund der durch das Hochgeschwindigkeitsspinnen erzeugten Spannung in der Kühlzone ausreichend orientiert, um ihm eine Dehnung von 78 % und eine Streckspannung von 40 g zu verleihen. Somit kann es als "spinnorientiertes Garn" (SOY) bezeichnet werden.
Das Ausgangsgarn wird auf der STFI-Streckeinheit von Barmag mit einem Streckverhältnis von 1,45X, einer Strecktemperatur von 60 ºC, einer Voreilung von 6 % kettverstreckt und wurde bei 22 ºC entspannt und bei einer Geschwindigkeit von 550 mpm zu einem Baum aufgewickelt. Das resultierende gestreckte Garn besitzt ein Denier von 39,6 und eine Dehnung von 30,6 %.
Das verstreckte Garn wird zu einer Trikotware verstrickt, mit dem Farbstoff C.I. Acid Blue 80 gemäß dem LMDR-Verfahren gefärbt und hinsichtlich der Gleichmäßigkeit bewertet. Die LMDR ist eine überlegene 7,4. Genaue Angaben über das Verfahren und die Garneigenschaften sind in Tabelle 1 bereitgestellt.

Teil 1 - Erfindung

Nylon 6 mit einer RV von 46 wird bei einer Schmelztemperatur von 275 ºC durch eine Spinndüse gesponnen, die 10 Kapillaren einer Länge von 0,010" und eines Durchmessers von 0,020" enthält. Eine Kühlkammer wird mit einem Querstrom von 20 ºC- Kühlungsluft bei einer durchschnittlichen Geschwindigkeit von ca. 67 fpm beschickt. Die Filamente werden mit einer Appretur-Dosierungsauftragevorrichtung unmittelbar unterhalb der Kühleinheit zu dem Garn zusammengeführt, und das Garn wird sodann durch eine Zwischenbodenhülse und auf eine Docke geführt, auf die das Garn mit einer Geschwindigkeit von 4200 mpm (Abzugsgeschwindigkeit) und einer Spannung von ca. 0,2 gpd aufgewickelt wird. Das SOY-Garn ist nicht mechanisch gestreckt und passiert vor dem Aufwickeln keinerlei Walzen, jedoch wird das Garn aufgrund der durch das Hochgeschwindigkeitsspinnen erzeugten Spannung in der Kühlzone ausreichend orientiert, um ihm eine Dehnung von ca. 67,5 % und eine Streckspannung von 42,8 g zu verleihen. Das Garn besitzt ein Denier von 46.
Das Ausgangsgarn wird auf der DSST-50-Streckeinheit von Karl Mayer bei einem Streckverhältnis von 1,23, einer Strecktemperatur von 80 ºC, einer Voreilung von 6,7 %, einer Entspannungstemperatur von 120 ºC kettverstreckt und zu einem Baum bei einer Geschwindigkeit von 500 mpm aufgewickelt. Das resultierende verstreckte Garn besitzt ein Denier von 40 und eine Dehnung von 42 %.
Das verstreckte Garn wird zu einer Trikotware verstrickt, mit dem Farbstoff C.I. Acid Blue 122 gemäß dem LMDR-Verfahren gefärbt und hinsichtlich der Gleichmäßigkeit bewertet. Die Gleichmäßigkeitsbewertung ist eine überlegene 7,4.

Teil J - Erfindung

Nylon 66 mit einer RV von 65 wird wie in Beispiel F hergestellt, mit der Ausnahme, daß die Aufwickel(Abzugs)-Geschwindigkeit 5300 mpm beträgt. Das resultierende 13-Filament-SOY- Ausgangsgarn zum Kettstrecken besitzt ein Denier von 50,5, eine Dehnung von 73,5 % und eine Streckspannung von 63 g.
Das Ausgangsgarn wird auf der STF1-Streckeinheit von Barmag bei einem Streckverhältnis von 1,15X, einer Strecktemperatur von 60 ºC, einer Voreilung von 5 % kettverstreckt, wurde bei 22 ºC entspannt und mit einer Geschwindigkeit von 550 mpm zu einem Baum aufgewickelt. Das resultierende verstreckte Garn besitzt ein Denier von 46,5 und eine Dehnung von 47 %.
Das verstreckte Garn wird zu einer Trikotware verstrickt, mit dem Farbstoff C.I. Acid Blue 80 gemäß dem LMDR-Verfahren gefärbt und hinsichtlich der Gleichmäßigkeit bewertet. Die Gleichmäßigkeitsbewertung ist eine ausgezeichnete 7,6.

Teil K - Erfindung

Ein Nylon-66-Copolymer, 95 mol-% Poly(hexamethylenadipamid)- und 5 Gew. -% &epsi;-Caproamid-Einheiten mit einer RV von 65 wird wie in Beispiel J hergestellt. Das resultierende 13-Filament- SOY-Ausgangsgarn zum Kettstrecken besitzt ein Denier von 50,0, eine Dehnung von 76,1 % und eine Streckspannung von 63 g.
Das Ausgangsgarn wird auf der STF1-Streckeinheit von Barmag bei einem Streckverhältnis von 1,30X, einer Strecktemperatur von 60 ºC , einer Voreilung von 5 % kettverstreckt, wurde bei 118 ºC entspannt und wurde bei einer Geschwindigkeit von 550 mpm zu einem Baum aufgewickelt. Das resultierende verstreckte Garn besaß ein Denier von 39,5 und eine Dehnung von 41,7 %.
Das verstreckte Garn wird zu einer Trikotware verstrickt, mit dem Farbstoff C.I. Acid Blue 80 gemäß dem LMDR-Verfahren gefärbt und hinsichtlich der Gleichmäßigkeit bewertet. Die Gleichmäßigkeitsbewertung ist eine ausgezeichnete 7,6. TABELLE 1 Vergleich BEISPIEL I - TEIL SPINNGESCHWINDIGKEIT SPINNSTRECKVERHÄLTNIS AUSGANGSGARN NYLONPOLYMERTYP DENIER FILAMENTE DEHNUNG REISSFESTIGKEIT MODUL USTER KETTSTRECKBEDINGUNGEN WD-EINHEIT GESCHWINDIGKEIT VERHÄLTNIS VOREILUNG HEIZUNGSTEMP. ENTSPANNUNGSTEMP. VERSTRECKTES GARN KOCHSCHRUMPFUNG LMDR-BEWERTUNG BARMAG MAYER TABELLE 1 (FORTSETZUNG) Erfindung BEISPIEL I - Teil SPINNGESCHWINDIGKEIT SPINNSTRECKVERHÄLTNIS AUSGANGSGARN NYLONPOLYMERTYP DENIER FILAMENTE DEHNUNG REISSFESTIGKEIT MODUL USTER KETTSTRECKBEDINGUNGEN WD-EINHEIT GESCHWINDIGKEIT VERHÄLTNIS VOREILUNG HEIZUNGSTEMP. ENTSPANNUNGSTEMP. VERSTRECKTES GARN KOCHSCHRUMPFUNG LMDR-BEWERTUNG BARMAG MAYER TABELLE 1 (FORTSETZUNG) BEISPIEL I - Teil SPINNGESCHWINDIGKEIT SPINNSTRECKVERHAHLTNIS AUSGANGSGARN NYLONPOLYMERTYP DENIER FILAMENTE DEHNUNG REISSFESTIGKEIT MODUL USTER KETTSTRECKBEDINGUNGEN WD-EINHEIT GESCHWlNDIGKEIT VERHALTNIS VOREILUNG HEIZUNGSTEMP. ENTSPANNUNGSTEMP. VERSTRECKTES GARN KOCHSCHRUNPFUNG, LMDR-BEWERTUNG BARMAG

BEISPIEL II

Beispiel II erläutert die Wirkung der Kettstreckbedingungen auf LMDR. Das in Beispiel 1 - Teil "F" vorstehend beschriebene Ausgangsgarn wird auf der STF1-Einheit von Barmag bei verschiedenen Kettstreckverhältnissen und Entspannungstemperaturen, wie für die Artikel 1-13 in Tabelle II angegeben, kettverstreckt. Die resultierenden Kettbäume werden zu einer 32-Gauge-Trikotware kettengewirkt mit dem Farbstoff C.I. Acid Blue 80 durch das LMDR-Verfahren gefärbt und hinsichtlich der Gleichmäßigkeit bewertet, wobei die Ergebnisse in Tabelle II gezeigt sind. TABELLE II BEISPIEL II AUSGANGSGARN STRECKARTIKEL KETTSTRECKBEDINGUNGEN WD-GESCHWINDIGKEIT VERHÄLTNIS SPANNUNG VOREILUNG HEIZUNGSTEMP. ENTSPANNUNGSTEMP. VERSTRECKTES GARN EIGENSCHAFTEN DENIER DEHNUNG REISSFESTIGKEIT MODUL USTER KOCHSCHRUMPFUNG LMDR-BEWERTUNG TABELLE II (FORTSETZUNG) AUSGANGSGARN STRECKARTIKEL KETTSTRECKBEDINGUNGEN WD-GESCHWINDIGKEIT VERHÄLTNIS SPANNUNG VOREILUNG HEIZUNGSTEMP. ENTSPANNUNGSTEMP. VERSTRECKTES GARN EIGENSCHAFTEN DENIER DEHNUNG REISSFESTIGKEIT MODUL USTER KOCHSCHRUMPFUNG LMDR-BEWERTUNG * g/dd = STRECKSPANNUNG (g)/GESTRECKTES DENIER

BEISPIEL III

Beispiel III erläutert ebenfalls die Wirkung der Kettstreckbedingungen auf LMDR. Das in Beispiel 1 - Teil "G" vorstehend beschriebene SOY-Ausgangsgarn wird auf der STF1-Einheit von Barmag bei verschiedenen Kettstreckverhältnissen und Entspannungstemperaturen, wie für die Artikel 1-6 in Tabelle III angegeben, kettverstreckt. Die resultierenden Kettbäume werden zu einer 32-Gauge-Trikotware kettengewirkt, mit dem Farbstoff C.I. Acid Blue 80 durch das LMDR-Verfahren gefärbt und hinsichtlich der Gleichmäßigkeit bewertet, wobei die Ergebnisse in Tabelle III gezeigt sind. TABELLE III BEISPIEL III AUSGANGSGARN STRECKARTIKEL KETTSTRECKBEDINGUNGEN WD-GESCHWINDIGKEIT VERHÄLTNIS SPANNUNG VOREILUNG HEIZUNGSTEMP. ENTSPANNUNGSTEMP. VERSTRECKTES GARN EIGENSCHAFTEN DENIER DEHNUNG REISSFESTIGKEIT MODUL USTER KOCHSCHRUMPFUNG LMDR-BEWERTUNG g/dd = STRECKSPANNUNG (g)/GESTRECKTES DENIER

BEISPIEL IV

Beispiel IV erläutert ebenfalls die Wirkung der Kettstreckbedingungen auf LMDR. Das in Beispiel 1 - Teil "H" vorstehend beschriebene SOY-Ausgangsgarn wird auf der STF1-Einheit von Barmag bei verschiedenen Kettstreckverhältnissen und Entspannungstemperaturen, wie für die Artikel 1-14 in Tabelle III angegeben, kettverstreckt. Die resultierenden Kettbäume werden zu einer 32-Gauge-Trikotware kettengewirkt, mit dem Farbstoff C.I. Acid Blue 80 durch das LMDR-Verfahren gefärbt und hinsichtlich der Gleichmäßigkeit bewertet, wobei die Ergebnisse in Tabelle IV gezeigt sind. TABELLE IV AUSGANGSGARN STRECKARTIKEL KETTSTRECKBEDINGUNGEN WD-GESCHWINDIGKEIT VERHÄLTNIS SPANNUNG VOREILUNG HEIZUNGSTEMP. ENTSPANNUNGSTEMP. VERSTRECKTES GARN EIGENSCHAFTEN DENIER DEHNUNG REISSFESTIGKEIT MODUL USTER KOCHSCHRUMPFUNG LMDR-BEWERTUNG TABELLE IV (FORTSETZUNG) AUSGANGSGARN STRECKARTIKEL KETTSTRECKBEDINGUNGEN WD-GESCHWINDIGKEIT VERHÄLTNIS SPANNUNG VOREILUNG HEIZUNGSTEMP. ENTSPANNUNGSTEMP. VERSTRECKTES GARN EIGENSCHAFTEN DENIER DEHNUNG REISSFESTIGKEIT MODUL USTER KOCHSCHRUMPFUNG LMDR-BEWERTUNG * g/dd = STRECKSPANNUNG (g)/GESTRECKTES DENIER

BEISPIEL V

Beispiel V erläutert ebenfalls die Wirkung der Kettstreckbedingungen auf LMDR. Das in Beispiel 1 - Teil "J" vorstehend beschriebene SOY-Ausgangsgarn wird auf der STF1-Einheit von Barmag bei verschiedenen Kettstreckverhältnissen und Entspannungstemperaturen, wie für die Artikel 1-8 in Tabelle V angegeben, kettverstreckt. Die resultierenden Kettbäume werden zu einer 32-Gauge-Trikotware kettengewirkt, mit dem Farbstoff C.I. Acid Blue 80 durch das LMDR-Verfahren gefärbt und hinsichtlich der Gleichmä.ßigkeit bewertet, wobei die Ergebnisse in Tabelle V gezeigt sind. TABELLE V AUSGANGSGARN STRECKARTIKEL KETTSTRECKBEDINGUNGEN WD-GESCHWINDIGKEIT VERHÄLTNIS SPANNUNG VOREILUNG HEIZUNGSTEMP. ENTSPANNUNGSTEMP. VERSTRECKTES GARN EIGENSCHAFTEN DENIER DEHNUNG REISSFESTIGKEIT MODUL USTER KOCHSCHRUMPFUNG LMDR-BEWERTUNG * g/dd = STRECKSPANNUNG (g)/GESTRECKTES DENIER

BEISPIEL VI

Beispiel VI erläutert ebenfalls die Wirkung der Kettstreckbedingungen auf LMDR. Das in Beispiel 1 - Teil "K" vorstehend beschriebene SOY-Ausgangsgarn wird auf der STFI-Einheit von Barmag bei verschiedenen Kettstreckverhältnissen und Entspannungstemperaturen, wie für die Artikel 1-7 in Tabelle VI angegeben, kettverstreckt. Die resultierenden Kettbäume werden zu einer 32-Gauge-Trikotware kettengewirkt, mit dem Farbstoff C.I. Acid Blue 80 durch das LMDR-Verfahren gefärbt und hinsichtlich der Gleichmäßigkeit bewertet, wobei die Ergebnisse in Tabelle VI gezeigt sind. TABELLE VI AUSGANGSGARN STRECKARTIKEL KETTSTRECKBEDINGUNGEN WD-GESCHWINDIGKEIT VERHÄLTNIS SPANNUNG VOREILUNG HEIZUNGSTEMP. ENTSPANNUNGSTEMP. VERSTRECKTES GARN EIGENSCHAFTEN DENIER DEHNUNG REISSFESTIGKEIT MODUL USTER KOCHSCHRUMPFUNG LMDR-BEWERTUNG * g/dd = STRECKSPANNUNG (g)/GESTRECKTES DENIER

BEISPIEL VII

Beispiel VII erläutert die Wirkung der Strecktemperatur auf LMDR. Das in Beispiel 1 - Teil "J" vorstehend beschriebene SOY-Ausgangsgarn wird auf der Barmag-STF1-Einheit bei verschiedenen Kettstrecktemperaturen, wie für die Punkte 1-8 in Tabelle VII angegeben, kettverstreckt. Die resultierenden Bäume werden zu einer 32-Gauge-Trikotware, gefärbt mit dem Farbstoff C.I. Acid Blue 80, durch das LMDR-Verfahren, kettengewirkt und auf die Gleichmäßigkeit mit den in Tabelle VII gezeigten Ergebnissen bewertet. Bei einer Garn- Strecktemperatur zwischen 156 und 178 ºC ergibt sich eine scharfe Verschlechterung der Gleichmäßigkeit. TABELLE VII AUSGANGSGARN STRECKARTIKEL KETTSTRECKBEDINGUNGEN WD-GESCHWINDIGKEIT VERHÄLTNIS SPANNUNG VOREILUNG HEIZUNGSTEMP. ENTSPANNUNGSTEMP. VERSTRECKTES GARN EIGENSCHAFTEN DENIER DEHNUNG REISSFESTIGKEIT MODUL USTER KOCHSCHRUMPFUNG LMDR-BEWERTUNG

BEISPIEL VIII

Beispiel VIII erläutert die Handhabbarkeit von Kettstreckgarnen, die MPMD enthalten. Es wurden drei SOY- Ausgangsgarne verwendet. Artikel J ist dasselbe Garn wie in Beispiel 1 - Teil "J" beschrieben. Artikel L wurde wie in Beispiel 1 - Teil "J" ersponnen, außer daß es 5 % Me5-6 enthielt, und Artikel M wurde ebenfalls wie in Beispiel I - Teil "J" beschrieben, ersponnen, außer daß er 20 % MPMD enthielt. Diese Artikel wurden auf der Barmag-STFL-Einheit bei demselben Streckverhältnis, jedoch bei verschiedenen Entspannungstemperaturen gestreckt und auf eine Ein-Faden- Spulmaschine aufgewickelt. Die resultierenden Garnspulen wurden zu einem Lawson-Schlauch verstrickt, und alle gestreckten Artikel wurden in demselben Färbebad mit C.I. Acid Blue 122 unter Anwendung des LMDR-Färbeverf ahrens gefärbt, außer daß nur die relative Farbtiefe bewertet wurde. TABELLE VIII AUSGANGSGARN STRECKARTIKEL SPINNGESCHWINDIGKEIT SPINNVERHÄLTNIS DENIER FILAMENTE DEHNUNG REISSFESTIGKEIT MODUL KETTSTRECKBEDINGUNGEN WD-EINHEIT GESCHWINDIGKEIT VERHÄLTNIS TEMP, ºC VOREILUNG HEIZTEMP. ENTSPANNUGSTEMP., SPANNUNG VERSTRECKTES GARN EIGENSCHAFTEN KOCHSCHRUMPFUNG RELATIVE FARBTIEFE BARMAG MITTEL DUNKEL TABELLE VIII (FORTSETZUNG) AUSGANGSGARN STRECKARTlKEL SPINNGESCHWINDIGKEIT SPINNVERHÄLTNIS AUSGANGSGARN DENIER FILAMENTE DEHNUNG REISSFESTIGKELT MODUL KETTSTRECKBEDINGUNGEN WD-EINHEIT GESCHWINDIGKEIT VERHÄLTNIS VOREILUNG, HEIZTEMP., ENTSPANNUNGSTEMP., WD-SPANNUNG, VERSTRECKTES GARN EIGENSCHAFTEN KOCHSCHRUMPFUNG RELATIVE FARBTIEFE BARMAG DUNKEL HELL

BEISPIEL IX

Beispiel IX erläutert, daß wenn den Garnen bestimmte physikalische Eigenschaften fehlen, die ihnen durch Strecken verliehen werden, sich eine schlechte Stoffgleichmäßigkeit ergeben kann. Artikel IX-1 ist ein kettverstrecktes "Ausgangsgarn" aus Nylon 66, enthaltend 5 Gew.-% Nylon 6, das dem Artikel K in Tabelle 1 ähnlich ist, außer daß der Querschnitt der Filamente in Artikel IX-1 dreilappig ist. Artikel IX-1 wurde durch normale Aufbäumverfahren ohne Strecken oder Thermofixieren geformt. Artikel IX-2 wurde unter Verwendung von Artikel IX-1 als "Ausgangs"-Garn streckgebäumt. Beide Artikel wurden sodann verstrickt und durch mehrere Verfahren gefärbt, um die Stoffgleichmäßigkeit zu analysieren. Verfahren "8" ist identisch mit dem LMDR-Verfahren, außer daß der Farbstoff Pontamine Fast Turquoise 891 ist. Verfahren "4" ist identisch mit dem LMDR-Verfahren, außer daß das oberflächenaktive Mittel Merpol DA weggelassen wird. Die Verfahren "4" und "8" sind beide strukturempfindlich, und Verfahren "4" ist gegenüber feinen Strukturschwankungen (d.h. gegenüber Schwankungen in der Strukturoffenheit) sogar noch empfindlicher als das LMDR-Verfahren. Verfahren "2" ist ein Verfahren, bei dem der Stoff 60 Minuten lang bei 100 ºC in einem Bad gefärbt wird, das 0,5 % C.I. Disperse Blue 3 enthält, was ein nivellierender Farbstoff ist. Verfahren "2" wird angewendet, um Konfigurationsursachen für die Nichtgleichmäßigkeit von gefärbtem Stoff zu identifizieren, d.h. Nichtgleichmäßigkeiten, die durch physikalische Unterschiede in dem Garn und nicht durch Unterschiede in der Farbstoffaufnahme (d.h. Färbegeschwindigkeit und/oder TDYE) verursacht werden. Zum Vergleich der Farbbewertungen des Stoffes (Verfahren "2", "4" und "8") für die Artikel IX-1 (Substrat, ungestrecktes Garn) und für Artikel IX-2 (kettverstrecktes Garn) wird gezeigt, daß Artikel IX-2 gleichmäßiger ist als das entsprechende gebäumte ungestreckte Ausgangsgarn Artikel IX-1. Es kann daraus geschlossen werden, daß die Nichtgleichmäßigkeiten in Verfahren "4" und "8" verursacht werden durch konfigurationelle Farbstoff-Ungleichmäßigkeiten (wie gesehen in Verfahren "2"), die sich mit allen Ungleichmäßigkeiten überlagern, die durch Schwankungen in der Faserstruktur zustande kommen. Die schlechtere Stoffgleichmäßigkeit von Artikel IX-1 wird teilweise dem geringeren Anfangszugmodul (12,2 g/d) gegenüber dem höheren Anfangsmodul (21,3 g/d) von Artikel IX-2 zugeschrieben. Es wird gefunden, daß Garne mit einem Anfangsmodul von weniger als etwa 15 g/d bei normalem Bäumen und Stricken empfindlich sind gegenüber einem nicht gleichmäßigen Verstrecken , was zu einer schlechten Konfigurationsgleichmäßigkeit des gefärbten Stoffes führt. Das Kettstrecken von gleichmäßigen Ausgangsgarnen zur Vergrößerung ihres Anfangsmoduls auf Werte von größer als etwa 15 g/d verbessert die Gleichmäßigkeit des gefärbten Stoffes dadurch, daß die Möglichkeit verringert wird, während der Stoffherstellung Konf igurationsfehler zu übertragen. Doch gewährleistet das Strecken der Substrate auf Ausgangsmodule von größer als etwa 15 g/d keine LMDR von größer als 6, wenn die Ausgangsgarne nicht gestreckt und thermof ixiert werden, wie hier erfindungsgemäß beschrieben. TABELLE 1X AUSGANGSGARN STRECKARTIKEL AUSGANGSGARNEIGENSCHAFTEN NYLONPOLYMERTYP AUSGANGSGARN DENIER FILAMENTE DEHNUNG REISSFESTIGKEIT MODUL KETTSTRECKBEDINGUNGEN WD-GESCHWINDIGKEIT VERHALTNIS SPANNUNG WD-HEIZTEMP. VOREILUNG ENTSPANNHEIZTEMP. ENTSPANNUNGSTEMP. VERSTRECKTES GARN EIGENSCHAFTEN KOCHSCHRUMPFUNG GLEICHMÄSSIGKEITSBEWERTG. AUS

BEISPIEL X

In Tabelle X sind die strukturellen Fasereigenschaften für verstreckte Garne zusammengefaßt, die gebildet werden durch Trockenverstrecken und Trockenentspannen verschiedener ersponnener Ausgangsgarne, die repräsentativ sind für niedrig orientierte Garne (Figur 17, Bereich 1, < 2 000 mpm), mittelmäßig orientierte Garne (Figur 17, Bereich II, 2 000- 4 000 mpm) und hoch orientierte Garne (Figur 17, Bereich III, > 4 000 mpm), die zur Herstellung der gestreckten Garne X-15, 16 und 21 bis 24 verwendeten Ausgangsgarne sind repräsentativ für die Ausgangsgarne von Bereich I. Ausgangsgarne, die verwendet werden, um die gestreckten Garne X-2 bis 13, 18, und 19 herzustellen, sind repräsentativ für die Ausgangsgarne des Bereiches 11. Ausgangsgarne, die verwendet werden, um die gestreckten Garne X-26 bis 29, 31, 32 und 34 herzustellen, sind repräsentativ für die Ausgangsgarne des Bereiches III. Die scheinbare Porenmobilität (APM), die sich aus der amorphen Orientierung ergibt, und das scheinbare Porenvolumen (APV), das sich aus der Weitwinkel-Röntgenstrahlung ergibt, wurde für die gestreckten Garne bestimmt, die mit verschiedenen Streckverhältnissen (DR), Strecktemperaturen (TD) und Entspannungstemperaturen (TR) hergestellt worden waren. In Figur 26 sind die Werte für APM und APV aufgetragen. Es wird gefunden, daß die gestreckten Garne, die LMDR > 6 und Farbübergangstemperaturen (TDYE) von weniger als etwa 65 ºC aufweisen, eine APM von größer als etwa (5-0,37 x 10&supmin;&sup4; APV), vorzugsweise von größer als etwa 2, für ein APV von größer als etwa 4 x 10&sup4; Å³ aufweisen. TABELLE X Artikel Färbegeschwindigkeit Dichte Orientierung TABELLE X (FORTSETZUNG) Artikel Färbegeschwindigkeit Dichte Orientierung

Umwandlungen

Gramm/Denier (g/d) x 0,883 = Decinewton/tex (dN/tex)
Milligramm/Denier (mg/d) x 0,883 = Centinewton/tex (cN/tex)
Denier (d)/0,9) = Decitex (dtex)

Claims

1. Verfahren zur Herstellung von kontinuierlichen Multifilament-Nylon-Kleiderflachgarnen, die insbesondere geeignet sind für Endanwendungen mit kritischer Färbung, umfassend Spinnen eines Garns aus einem Nylon-Polymer einer relativen Viskosität (RV) zwischen 35 und 80 und Strecken und Entspannen des genannten Garns, wobei das Verfahren gekennzeichnet ist, dadurch daß das genannte Spinnen mit einer Abzugsgeschwindigkeit (Vs) durchgeführt wird, die ausreicht, um ersponnenes Garn mit einem Rest-Streckverhältnis (RDR)s von weniger als 2,75 zu bilden, Stabilisieren, Verschlingen und Auftragen von Appretur auf das genannte ersponnene Garn, um ein Ausgangsgarn mit einem Rest-Streckverhältnis (RDR)F zwischen 1,55 und 2,25 zu bilden, wobei das genannte Ausgangsgarn eine dynamische Längenänderung (ΔL) und eine Schrumpfrate (ΔL/ΔT) besitzt, die beide zwischen 40 ºC und 135 ºC unter einer Ausgangsspannung von 4 cN/tex (5 mg/d) weniger als 0 betragen, Trockenstrecken und anschließend Trockenentspannen des genannten Ausgangsgarns unter Bildung eines gestreckten Garns, wobei das Trockenstrecken bei einem Streckverhältnis zwischen 1,05 und (RDR)F/1,25 und bei einer Garn-Strecktemperatur (TD) zwischen 20 ºC und der Temperatur (TII,**) des genannten Nylon-Polymeren durchgeführt wird, wobei das genannte Trockenentspannen des genannten gestreckten Ausgangsgarns bei einer Garn-Entspannungstemperatur (TR) zwischen 20 ºC und einer Temperatur von 40 ºC unterhalb des Schmelzpunktes (TM) des genannten Nylon-Polymeren durchgeführt wird, wobei die genannte Garn-Entspannungstemperatur außerdem durch die folgende Gleichung definiert wird:

TR(ºC) ≤ [1000/(K&sub1; - K&sub2; (RDR)D)] - 273

worin K&sub1; = 1000/(TIl,L + 273) + 1,25 K&sub2; und K&sub2; = [1000/(TII,L +273) - looo/(TII,** + 273)]/0,3, wobei TII,L die Temperatur darstellt, die mit dem Bruch der Wasserstoffbrückenbindungen in dem genannten Nylon- Polymeren in Verbindung steht, wobei das genannte Trockenstrecken und das genannte Trockenentspannen so durchgeführt werden, daß das genannte gestreckte Garn eine Kochschrumpfung (BOS) zwischen 3 % und 10 % und ein Rest-Streckverhältnis (RDR)D zwischen 1,25 und 1,8 aufweist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das genannte Trockenstrecken und das genannte Trockenentspannen des genannten Ausgangsgarns an einer Kettschar der genannten Ausgangsgarne durchgeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die genannte Abzugsgeschwindigkeit bei dem genannten Spinnen so ist, daß das Rest-Streckverhältnis (RDRs) des genannten ersponnenen Garnes weniger als 2,5 beträgt, bei dem das genannte Trockenstrecken und das genannten Trockenentspannen in einer Inertgasatmosphäre von 50 % bis 90 % relativer Feuchtigkeit (RH) durchgerührt werden und bei dem das genannte Trockenentspannen unter Anwendung einer Voreilung in Prozent von weniger als 10 durchgeführt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, bei dem die genannte Abzugsgeschwindigkeit bei dem genannten Spinnen so ist, daß das Rest-Streckverhältnis (RDRs) des genannten ersponnenen Garns weniger als 2,5 beträgt.

5. Verfahren nach Anspruch 3, bei dem die genannte Abzugsgeschwindigkeit bei dem genannten Spinnen so ist, daß das Rest-Streckverhältnis (RDRs) des genannten ersponnenen Garns weniger als 2,0 beträgt.

6. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem das genannte Spinnen und das genannte Stabilisieren so durchgeführt werden, daß das genannte Ausgangsgarn eine Streckspannung in Gramm pro ursprünglichem Denier bei 33 % Dehnung (DT33%) von weniger als 1,1 dN/tex (1,2 g/d) aufweist.

7. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem das genannte Spinnen und das genannte Stabilisieren so durchgeführt werden, daß das genannte Ausgangsgarn eine Streckspannung in Gramm pro ursprünglichem Denier bei 33 % Dehnung (DT33%) von weniger als 0,9 dN/tex (1,0 g/d) aufweist.

8. Verfahren nach Anspruch 5, bei dem das genannte Spinnen und das genannte Stabilisieren so durchgeführt werden, daß das genannte Ausgangsgarn bei thermo-mechanischer Analyse (TMA) eine maximale dynamische Dehnungsrate (ΔL/ΔT)max zwischen 0,05 und 0,15 %/ºC und eine Änderung von (ΔL/ΔT)max unter einer Belastung von ( )= [d(ΔL/ΔT)max/d ] zwischen 3x10&supmin;&sup4; und 7x10&supmin;&sup4; (%/ºC) (mg/d) unter einer Belastung von 265 cN/tex (300 mg/d) aufweist.

9. Verfahren nach Anspruch 5, bei dem das genannte Spinnen und das genannte Stabilisieren so durchgeführt werden, daß das genannte Ausgangsgarn eine Streckbelastung ( D) zwischen 0,9 dN/gestrecktem tex (1,0 g/gestrecktem Denier) und 1,8 dN/gestrecktem tex (2,0 g/gestrecktem Denier), ein Zugmodul (MD) zwischen 2,6 dN/gestrecktem tex (3 g/gestrecktem Denier) und dN/gestrecktem tex 6,2 (7 g/gestrecktem Denier) und eine scheinbare Streckenergie (ED)a zwischen 0,18 (dN/gestrecktem tex)/ºK [0,2 (g/gestrecktem Denier)/ºK] und 0,53 (dN/gestrecktem tex)/ºK [0,6 (g/gestrecktem Denier)/ºK] aufweist.

10. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem das genannte Trockenstrecken bei einer Strecktemperatur (TD) zwischen 20 ºC und der Temperatur durchgeführt wird, die mit dem Bruch der Wasserstoffbrückenbindungen in dem genannten Nylon-Polymeren (TII,L) einhergeht.

11. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem das genannte Nylon-Polymer Nylon-66-Polymer ist und das genannte Trockenstrecken bei einer Strecktemperatur (TD) zwischen 20 ºC und 90 ºC durchgeführt wird.

12. Verfahren nach den Ansprüchen 1 oder 2, bei dem das Trockenentspannen bei einer Entspannungstemperatur (TR) durchgeführt wird, die niedriger liegt als die Temperatur, die mit dem Einsetzen der Hauptkristallisation (TII,*) einhergeht.

13. Verfahren nach den Ansprüchen 1 oder 2, bei dem das Trockenentspannen bei einer Entspannungstemperatur (TR) durchgeführt wird, die niedriger liegt als die Temperatur, die mit dem Bruch der Wasserstoffbrückenbindungen in dem genannten Nylon-Polymeren (TII,L) einhergeht.

14. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem das genannte Nylon-Polymer Nylon-66-Polymer umfaßt.

15. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem das genannte Nylon-Polymer Nylon-66-Polymer umfaßt, das eine kleinere Menge von bifunktionellen Polyamid-Comonomereinheiten oder ein nichtreaktives Additiv umfaßt, das in der Lage ist, mit dem 66-Polymer Wasserstoffbrückenbindungen einzugehen.

16. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem das genannte Nylon-Polymer Nylon-66-Polymer umfaßt, das eine kleinere Menge von &epsi;-Caproamid-Comonomer-Einheiten, 2-Methylpentamethylenadipamid-Comonomereinheiten oder Gemische davon umfaßt.

17. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem das genannte Nylon-Polymer ein homopolymeres Nylon-6 umfaßt.

18. Verfahren nach Anspruch 14 oder Anspruch 15, bei dem K&sub1; 4,95 und K&sub2; 1,75 bedeutet.

19. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem das genannte Nylon-Polymer Nylon-6-Polymer umfaßt und worin K&sub1; 5,35 und K&sub2; 1,95 bedeutet.

20. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem das genannte Spinnen und Stabilisieren und das genannte Trockenstrecken und Trockenentspannen so durchgeführt werden, daß die Kochschrumpfung (BOS) der genannten gestreckten Garne zwischen 3 % und 8 % liegt und das Rest-Streckverhältnis der genannten gestreckten Garne (RDR)D) zwischen 1,25 und 1,55 liegt.

21. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem das genannte Spinnen und Stabilisieren und das genannte Trockenstrecken und Trockenentspannen so durchgeführt werden, daß die Farbstoff-Übergangstemperatur (Tdye) der genannten gestreckten Garne weniger als 65 ºC beträgt und das Rest-Streckverhältnis der genannten gestreckten Garne (RDR)D zwischen 1,25 und 155 liegt.

22. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem das genannte Spinnen und das Stabilisieren und das genannte Trockenstrecken und Trockenentspannen so durchgeführt werden, daß die Spitzentemperatur des dynamischen Verlustmoduls (TE"max) der genannten kettgestreckten Garne weniger als 100 ºC beträgt und das Rest-Streckverhältnis der genannten gestreckten Garne (RDR)D zwischen 1,25 und 1,55 liegt.

23. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem das genannte Spinnen und das Stabilisieren und das genannte Trockenstrecken und Trockenentspannen so durchgeführt werden, daß die resultierenden gestreckten Garne für die Gleichmäßigkeit eines Farbstoffes mit großer Molekülgröße (LMDR) eine Bewertung von wenigstens 6,5 liefern.

24. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem das genannte Spinnen und das Stabilisieren und das genannte Trockenstrecken und Trockenentspannen so durchgeführt werden, daß die resultierenden gestreckten Garne für die Gleichmäßigkeit des Farbstoffes mit großer Molekülgröße (LMDR) eine Bewertung von wenigstens 6 liefern.

25. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem das genannte Spinnen und das Stabilisieren und das genannte Trockenstrecken und Trockenentspannen so durchgeführt werden, daß die resultierenden gestreckten Garne für die Gleichmäßigkeit des Farbstoffes mit großer Molekülgröße (LMDR) eine Bewertung von wenigstens 7,0 bereitstellen.

26. Multifilament-Nylon-Kleiderflachgarn, hergestellt durch das Verfahren nach Anspruch 1 oder 2.

27. Multifilament-Polyamid-Nylon-Kleiderflachgarn, hergestellt durch das Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem das genannte Spinnen und Stabilisieren und das genannte Trockenstrecken und Trockenentspannen so durchgeführt werden, daß die Kochschrumpfung (BOS) der genannten gestreckten Garne zwischen 3 % und 8 % und das Rest-Streckverhältnis der genannten gestreckten Garne (RDR)D zwischen 1,25 und 1,55 liegen.

28. Multifilament-Polyamid-Nylon-Kleiderflachgarn, hergestellt durch das Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem das genannte Spinnen und Stabilisieren und das genannte Trockenstrecken und Trockenentspannen so durchgeführt werden, daß die Farbstoff-Übergangstemperatur (Tdye) des genannten Kleiderflachgarns für A.I. Acid Blue 122 weniger als 65 ºC beträgt und das Rest- Streckverhältnis der genannten gestreckten Garne (RDR)D zwischen 1,25 und 1,55 liegt.

29. Multifilament-Kleiderflachgarn aus Polyamid-Nylon, hergestellt durch das Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem das genannte Spinnen und Stabilisieren und das genannte Trockenstrecken und Trockenentspannen so durchgeführt werden, daß die Spitzentemperatur des dynamischen Verlustmoduls (TE"max) des genannten Kleiderflachgarns weniger als 100 ºC und das Rest-Streckverhältnis der genannten gestreckten Garne (RDR)D zwischen 1,25 und 1,55 liegt.

30. Multifilament-Kleiderflachgarn aus Polyamid-Nylon, hergestellt durch das Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem das genannte Spinnen und Stabilisieren und das genannte Trockenstrecken und Trockenentspannen so durchgeführt werden, daß das genannte Kleiderflachgarn ein Rest-Streckverhältnis (RDR)D zwischen 1,25 und etwa 1,55, eine Kochschrumpfung (BOS) zwischen 3 % und 8 % und eine Farbstoff-Übergangstemperatur für Acid Blue 122 (Tdye) von weniger als 65 ºC aufweist.

31. Multifilament-Kleiderflachgarn aus Polyamid-Nylon, hergestellt durch das Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem das genannte Spinnen und Stabilisieren und das genannte Trockenstrecken und Entspannen so durchgeführt werden, daß das genannte Kleiderflachgarn ein Rest- Streckverhältnis (RDR)D zwischen 1,25 und 1,55 und eine Kochschrumpfung (BOS) zwischen 3 % und 8 % und eine Spitzentemperatur (TE"max) des dynamischen Verlustmoduls von weniger als 100 ºC aufweist.

32. Multifilament-Kleiderflachgarn aus Nylon-66-Polyamid- Polymer, worin das genannte Polymer, das einen Schmelzpunkt (TM) zwischen 245 ºC und 265 ºC besitzt, eine relative Viskosität (RV) zwischen 50 und 80 aufweist mit 30 bis 70 äquivalenten NH&sub2;-Endgruppen pro 10 g Polymer und worin das genannte Multifilament-Kleidergarn außerdem gekennzeichnet ist durch ein Rest-Streckverhältnis (RDR)D zwischen 1,25 und 1,55 mit einem Anfangsmodul von größer als 15 g/d, eine Kochschrumpfung (B0S) zwischen 3 % und 10 % und eine Farbstoff-Übergangstemperatur für Culu Acid Blue 122 (Tdye) von weniger als 65 ºC, einen scheinbaren Farbstoff-Diffusionskoeffizienten (DA) für C.I. Acid Blue 40, gemessen bei 25 ºC, von wenigstens 20 x 10 cm²/sec und durch eine scheinbare Porenmobilität (APM) von über [5 - 0,37 x 10&supmin;&sup4; APV), worin das scheinbare Porenvolumen (APV) größer ist als 4x10&sup4; Å².

33. Multifilament-Kleiderflachgarn nach Anspruch 32, worin die genannte scheinbare Porenmobilität größer ist als 2.

34. Multifilament-Kleiderflachgarn nach Anspruch 32 oder Anspruch 33, worin das genannte Nylon-66-Polyamid-Polymer eine kleinere Menge von bifunktionellen Polyamid-Comonomereinheiten oder ein nichtreaktives Additiv enthält, das mit dem Nylon-66-Polymer Wasserstoffbrückenbindungen eingehen kann.

35. Multifilament-Kleiderflachgarn nach Anspruch 34, worin die genannten bifunktionellen Polyamid-Comonomereinheiten wenigstens teilweise aus &epsi;-Caproamid-Comonomereinheiten bestehen.

36. Multifilament-Kleiderflachgarn nach Anspruch 34, worin die genannten bifunktionellen Polyamid-Comonomereinheiten wenigstens teilweise aus 2-Methylpentamethylenadipamid- Comonomereinheiten bestehen.

37. Kettschar von Multifilament-Kleidergarnen, bestehend wenigstens teilweise aus den genannten Garnen nach Anspruch 32.